Klassinen mekaniikka

Tähän artikkeliin tai osioon ei ole merkitty lähteitä, joten tiedot kannattaa tarkistaa muista tietolähteistä. Voit auttaa Wikipediaa lisäämällä artikkeliin tarkistettavissa olevia lähteitä ja merkitsemällä ne ohjeen mukaan.

Klassinen mekaniikka on fysikaalinen teoria, joka kuvaa makroskooppisten^[a] kappaleiden liikettä ja siihen liittyviä ilmiöitä. Sen perusteet esitti Isaac Newton vuonna 1687 julkaisemassaan teoksessa Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica (usein lyhyesti Principia). Newtonin mekaniikkaa pidetään usein synonyymina klassiselle mekaniikalle, mutta todellisuudessa se on vain yksi klassisen mekaniikan muotoiluista, joista muita ovat Lagrangen mekaniikka ja Hamiltonin mekaniikka.

Ennen Newtonin aikaa oli oletettu, että kuun ylinen eli taivaankappaleiden liike noudattaa aivan eri lakeja kuin maanpäällisten kappaleiden kuun alinen liike. Newton kuitenkin osoitti, että samat mekaniikan peruslait sekä gravitaatiolaki koskevat kumpaakin. Klassiseen mekaniikkaan perustuvatkin sekä suuri osa teknologiaa että taivaankappaleiden liikkeiden laskenta eli taivaanmekaniikka. Sitä voidaan soveltaa niin ammusten liikkeisiin ja kaikkinaisten koneiden toimintaan kuin planeettojen, tähtien ja galaksienkin liikkeisiin. Klassisen mekaniikan eräitä erikoisaloja sovelletaan myös nesteiden ja kaasujen liikkeisiin.

Klassinen mekaniikka kuvaa kappaleiden liikettä huomattavan suurella tarkkuudella edellyttäen, että kysymys on huomattavasti yksittäistä atomia suuremmista kappaleista ja että niiden nopeus on paljon pienempi kuin valonnopeus. On kuitenkin osoittautunut, että hyvin suurella nopeudella (suunnilleen yli yksi kymmenesosa valonnopeudesta) liikkuviin kappaleisiin Newtonin mekaniikka ei sovellu, vaan tällöin on sovellettava erityistä suhteellisuusteoriaa. Pienellä nopeudella liikkuviin kappaleisiin sovellettuna newtonin mekaniikka johtaa kuitenkin suurella tarkkuudella yhtäpitäviin tuloksiin erityisen suhteellisuusteorian kanssa, jota tämän vuoksi voidaan edelleen käyttää. Yleinen suhteellisuusteoria taas kuvaa gravitaatiota tarkemmin kuin Newtonin gravitaatiolaki. Klassinen mekaniikka ei myöskään sovellu atomin suuruusluokkaa oleviin tai vielä pienempiin kappaleisiin, vaan tällöin on käytettävä kvanttimekaniikkaa.

Nimitys klassinen mekaniikka tuli käyttöön 1900-luvun alkupuolella sen jälkeen, kun suhteellisuusteoria ja kvanttimekaniikka olivat tulleet tunnetuiksi. Termillä tarkoitettiin mekaniikkaa sellaisena kuin se oli ollut tunnettu ennen näitä fysiikan perusteita suuresti muuttaneita teorioita. Nykyisin luetaan usein suhteellisuusteoriakin osaksi klassista mekaniikkaa, joka tällöin käsitetään nimenomaan kvanttimekaniikan vastakohdaksi.