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概述
播报
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动力学是理论力学的分支学科，研究作用于物体的力与物体运动的关系。动力学的研究对象是运动速度远小于光速的宏观物体。原子和亚原子粒子的动力学研究属于量子力学，可以比拟光速的高速运动的研究则属于相对论力学。动力学是物理学和天文学的基础，也是许多工程学科的基础。许多数学上的进展常与解决动力学问题有关，所以数学家对动力学有浓厚的兴趣。
动力学的研究以牛顿运动定律为基础；牛顿运动定律的建立则以实验为依据。动力学是牛顿力学或经典力学的一部分，但自20世纪以来，动力学又常被人们理解为侧重于工程技术应用方面的一个力学分支。
动力学的基本内容包括质点动力学、质点系动力学、刚体动力学，达朗伯原理等。以动力学为基础而发展出来的应用学科有天体力学、振动理论、运动稳定性理论、陀螺力学、外弹道学、变质量力学以及正在发展中的多刚体系统动力学等（见振动，运动稳定性，变质量体运动，多刚体系统）。
质点动力学有两类基本问题:一是已知质点的运动，求作用于质点上的力，二是已知作用于质点上的力，求质点的运动，求解第一类问题时只要对质点的运动方程取二阶导数，得到质点的加速度，代入牛顿第二定律，即可求得力；求解第二类问题时需要求解质点运动微分方程或求积分。所谓质点运动微分方程就是把运动第二定律写为包含质点的坐标对时间的导数的方程。
动力学普遍定理是质点系动力学的基本定理，它包括动量定理、动量矩定理、动能定理以及由这三个基本定理推导出来的其他一些定理。动量、动量矩和动能（见能）是描述质点、质点系和刚体运动的基本物理量。作用于力学模型上的力或力矩与这些物理量之间的关系构成了动力学普遍定理。二体问题和三体问题是质点系动力学中的经典问题。
刚体区别于其他质点系的特点是其质点之间距离的不变性。推述刚体姿态的经典方法是用三个独立的欧拉角。欧拉动力学方程是刚体动力学的基本方程，刚体定点转动动力学则是动力学中的经典理论。陀螺力学的形成说明刚体动力学在工程技术中的应用具有重要意义。多刚体系统动力学是20世纪60年代以来由于新技术发展而形成的新分支，其研究方法与经典理论的研究方法已有所不同。
简史
播报
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宇宙观
哥白尼和开普勒的宇宙观
始于17世纪
17世纪初期，
意大利
物理学家和天文学家
伽利略
用实验揭示了物质的惯性
原理
，用物体在光滑斜面上的加速下滑实验，揭示了等加速运动规律，并认识到地面附近的
重力
加速度值不因物体的质量而异，它近似一个常量，进而研究了抛射运动和
质点
运动的普遍规律。伽利略的研究开创了为后人所普遍使用的，从实验出发又用实验验证理论结果的治学方法。
17世纪，
英国
大科学家牛顿和
德国
数学家莱布尼兹建立了的
微积分学
，使动力学研究进入了一个崭新的时代。牛顿在1687年出版的巨著《
自然哲学的数学原理
》中，明确地提出了惯性
定律
、质点运动定律、作用和反作用定律、力的独立作用定律。他在寻找落体运动和天体运动的原因时，发现了
万有引力定律
，并根据它导出了开普勒定律，验证了月球绕地球
转动
的向心加速度同
重力加速度
的关系，说明了地球上的
潮汐现象
，建立了十分严格而完善的力学定律体系。
车辆动力学
牛顿定律
发表100年后，
法国
数学家拉格朗日建立了能应用于完整
系统
的
拉格朗日方程
。这组方程式不同于牛顿第二定律的力和加速度的形式，而是用
广义坐标
为自变量通过拉格朗日函数来表示的。拉格朗日体系对某些类型问题(例如小振荡理论和
刚体动力学
)的研究比牛顿定律更为方便。
18世纪牛顿第二定律
刚体
的概念是由
欧拉
引入的。18世纪
瑞士
学者欧拉把牛顿第二定律推广到刚体，他应用三个欧拉角来表示刚体绕定点的
角位移
，又定义转动惯量，并导得了
刚体定点转动
的运动微分
方程
。这样就完整地建立了描述具有六个自由度的刚体普遍运动方程。对于刚体来说，
内力
所做的功之和为零。因此，刚体动力学就成为研究一般
固体
运动的近似理论。
分子反应动力学
19世纪汉密尔顿正则方程
19世纪英国数学家汉密尔顿用变分原理推导出汉密尔顿
正则方程
，此方程是以广义坐标和
广义动量
为变量，用
汉密尔顿函数
来表示的一阶方程组，其形式是对称的。用正则方程描述运动所形成的体系，称为汉密尔顿体系或汉密尔顿动力学，它是经典统计力学的基础，又是
量子力学
借鉴的范例。汉密尔顿体系适用于摄动理论，例如
天体力学
的摄动问题，并对理解复杂力学系统运动的一般性质起重要作用。
拉格朗日动力学和汉密尔顿动力学所依据的力学原理与牛顿的力学原理，在经典力学的范畴内是等价的，但它们研究的途径或方法则不相同。直接运用
牛顿方程
的力学体系有时称为矢量力学；拉格朗日和汉密尔顿的动力学则称为
分析力学
。
内容
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转子动力学
两个抽象模型
两类基本内容
动力学普遍定理
刚体
刚体的特点是其质点之间距离的不变性。
欧拉动力学方程
是刚体动力学的
基本方程
，刚体定点转动动力学则是动力学中的经典理论。陀螺力学的形成说明刚体动力学在工程技术中的应用具有重要意义。多刚体系统动力学是20世纪60年代以来，由于新技术发展而形成的新分支，其
研究方法
与经典理论的研究方法有所不同。
达朗贝尔原理
应用
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天体地球动力学
在目前所研究的力学系统中，需要考虑的因素逐渐增多，例如，变质量、非整、非线性、非保守还加上反馈控制、随机因素等，使运动微分方程越来越复杂，可正确求解的问题越来越少，许多动力学问题都需要用数值计算法近似地求解，微型、高速、大容量的
电子
计算机的应用，解决了计算复杂的困难。
