Dynamika jest jednym z działów mechaniki. Przedmiotem badań dynamiki jest ruch ciał w powiązaniu z siłami działającymi na te ciała i z własnościami tych ciał. Sama dynamika również dzieli się na dwa działy w zależności od tego z jaką prędkością poruszają się badane ciała. Jeśli ich prędkość jest znacznie mniejsza od prędkości światła, to wtedy mamy do czynienia z mechaniką klasyczną. Natomiast ciałami, których prędkość zbliża się do prędkości światła zajmuje się dynamika relatywistyczna.

Prędkość ciała można zdefiniować jako zmianę położenia ciała w określonym odcinku czasu. Można to zapisać w postaci równania

gdzie: to zmiana położenia, to przedział czasu.

Zazwyczaj jednak prędkość ciał nie jest stała i powyższy wzór nie jest prawdziwy. Należy wtedy wprowadzić pojęcie zwane prędkością chwilową. Jest ona równa pierwszej pochodnej drogi względem czas.

Pęd punktu materialnego definiuje się jako iloczyn masy m tego punktu i jego prędkości v. Pęd jest wielkością wektorową.

Zasada zachowania pędu mówi, że jeśli wypadkowa siła zewnętrzna działająca na układ jest równa zeru to całkowity wektor pędu tego układu nie ulega zmianie.

Prawa rządzące ruchem ciał sformułował Newton.

Pierwsza zasada dynamiki Newtona dotyczy sytuacji, kiedy na ciało nie działa żadna siła lub siły działające równoważą się. Wtedy wypadkowa sił działających na ciało jest równa zero. W takim przypadku ciało albo pozostaje w spoczynku albo porusza się ruchem jednostajnym, czyli ze stałą prędkością, a co za tym idzie z zerowym przyspieszeniem.

Wektor siły wypadkowej można wyznaczyć korzystając z metody równoległoboku. Siłą wypadkowa ma ten sam punkt przyłożenia co siły składowe. Stanowi ona przekątną utworzonego równoległoboku.

Druga zasada dynamiki Newtona przewiduje co będzie się działo z ciałem, gdy wypadkowa siła działająca na to ciało jest stała i różna od zera. Siła taka powoduje, że ciało zaczyna poruszać się ruchem jednostajnie zmiennym. Może to być ruch jednostajnie przyspieszony bądź jednostajnie opóźniony. Przyspieszenie ciała jest wprost proporcjonalne do działającej siły.

gdzie a - przyspieszenie, m - masa ciała.

Jednostką siły jest niuton. Na ciało dział siła 1 niutona, jeśli nadaje ona ciału o masie 1 kilograma przyspieszenie równe 1 m/ s.

Drugą zasadę dynamiki można jeszcze sformułować wykorzystując pojęcie pędu. Mianowicie zmiana pędu układu w danym przedziale czasu jest proporcjonalna do działającej na ten układ wypadkowej siły. Zmiana ma ten sam kierunek co siła.

Trzecia zasada dynamiki Newtona mówi o wzajemnym oddziaływaniu ciał. Mianowicie jeśli jedno ciało oddziałuje na drugie ciało z pewna siłą F12 to to drugie ciało oddziałuje na pierwsze z siłą F21, która ma taki sam kierunek i wartość jak siła F12 lecz przeciwny zwrot.

Jeśli dwa ciała będą do siebie dociskane to pojawią się między nimi siły kontaktowe. Jedną z takich sił jest siła tarcia. Charakteryzuje się tym, że jest ona zawsze styczna do powierzchni, którymi stykają się omawiane ciała. Stawia opór ruchowi jednego ciała względem drugiego.

Jeśli rozpatruje się siłę tarcia między ciałami w bezruchu to mówi się o tarciu statycznym. Natomiast tarcie, które związane jest z ruchem ciał nazywa się tarciem kinetycznym.

Tarcie statyczne jest niezależne od pola powierzchni zetknięcia ciał. Tarcie kinetyczne natomiast nie zależy od względnej prędkości obu stykających się ciał.

Dla obu przypadków tarcia wprowadza się wielkość zwaną współczynnikiem tarcia odpowiednio statycznego i kinetycznego. Jest to iloraz maksymalnej wartości siły tarcia odpowiednio statycznego i kinetycznego oraz siły nacisku F.

 

Badania wskazują, że w przypadku większości materiałów współczynnik tarcia kinetycznego jest mniejszy od współczynnika tarcia statycznego.

W życiu codziennym mamy do czynienia zarówno z pozytywnymi jak i z negatywnymi skutkami występowania zjawiska tarcia. Przede wszystkim dzięki tarciu możliwy jest wszelki ruch po powierzchni Ziemi.

Szkodliwe skutki tarcia powodujące np. zużywanie się trących powierzchni można minimalizować przez stosowanie specjalnych smarów.

Zasada zachowania energii mechanicznej mówi, że jeśli na ciało działa zachowawcza siłą to suma energii potencjalnej i kinetycznej tego ciała ma stałą wartość.

Natomiast gdy na ciało działa siła niezachowawcza, jaką jest np. siła tarcia, to energia mechaniczna układu ulega zmianie. Nie zmienia się natomiast energia całkowita. Mówi o tym zasada zachowania energii całkowitej, czyli sumy energii potencjalnej, kinetycznej i wewnętrznej.

Wynika z tego, że energia nie może być wytwarzana ani niszczona, może tylko przechodzić z jednej formy w drugą.