Dynamiki jest jednym z działów mechaniki. Zajmuje się badaniem ruchu ciał pod wpływem działania siły.

Prędkość ciała definiuje się jako zmianę położenia ciała w danym odcinku czasu. Można to zapisać jako:

W większości przypadków jednak prędkość ciał nie jest stała i powyższy wzór nie jest prawdziwy. Wtedy wprowadza się pojęcie zwane prędkością chwilową. Jest ona pierwszą pochodną drogi względem czas.

Podobnie sytuacja wygląda z przyspieszeniem. Określa ono tempo zmiany prędkości ciała. Jeśli przyspieszenie jest stałe czyli prędkość zmienia się jednostajnie to przyspieszenie można wyrazić za pomocą zależności:

gdzie v - prędkość, vto prędkość początkowa, t - czas.

W zależności od znaku przyspieszenia można wyróżnić następujące rodzaje ruchów:

- dla stałego przyspieszenia większego od zera - ruch jednostajnie przyspieszony

- dla stałego przyspieszenia mniejszego od zera - ruch jednostajnie opóźniony

Gdy natomiast przyspieszenie nie jest stałe konieczne jest wprowadzenie pojęcia przyspieszenia chwilowego. Jest ono pierwszą pochodną prędkości względem czasu.

Ruchem ciał rządzą prawa zwane zasadami dynamiki Newtona.

Pierwsza zasada dotyczy sytuacji, kiedy na ciało nie działa żadna siła lub siły działające równoważą się czyli wypadkowa siła jest równa zero. Wtedy ciało albo pozostaje w spoczynku albo porusza się ruchem jednostajnym. Ruch jednostajny charakteryzuje się stałą prędkością, a co z tego wynika również zerowym przyspieszeniem.

Wektor siły wypadkowej wyznacza się metodą równoległoboku. Siłą wypadkowa ma ten sam punkt zaczepienia co siły składowe. Stanowi przekątną równoległoboku.

Natomiast gdy wypadkowa siła działająca na ciało jest stała i różna od zera to powoduje ona jednostajnie zmienny ruch ciała. Przyspieszenie ciała jest wprost proporcjonalne do tej 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.

Trzecia zasada dynamiki Newtona dotyczy wzajemnego oddziaływania ciał. Mówi ona, że jeśli jedno ciało oddziałuje na drugie z pewna siłą, to to drugie ciało oddziałuje na pierwsze z taką samą siłą co do wartości lecz przeciwnie skierowaną.

Jeśli dwa ciała są do siebie dociskane to pojawiają się między nimi siły kontaktowe. Przykładem takich sił jest siła tarcia. Jest ona zawsze styczna do powierzchni styku i przeciwstawia się ruchowi.

Siła tarci działająca między nieruchomymi ciałami to tarcie statyczne. Natomiast tarcie związane z ruchem ciał to tarcie kinetyczne.

Tarcie statyczne jest niezależne od pola powierzchni styku ciał, natomiast tarcie kinetyczne 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 i siły nacisku.

Dla większości substancji współczynnik tarcia statycznego jest większy od współczynnika tarcia kinetycznego.

Każde dwa ciała, które posiadają masę przyciągają się wzajemnie z siłą, która jest proporcjonalna do iloczynu mas tych ciał i odwrotnie proporcjonalna do kwadratu odległości między nimi.

Jest to sformułowanie prawa powszechnego ciążenia.

gdzie G- stała grawitacji, m - masy ciał, r - odległość między ciałami.

Kiedy ciało spada swobodnie na Ziemię z pewnej wysokości to jego przyspieszenie jest równe przyspieszeniu ziemskiemu g. Zgodnie z drugą zasadą dynamiki musi więc działać na to ciało stała, niezrównoważona siła. Jest to ciężar W.

 

Ciężar ciała W jest różny w różnych miejscach na świecie. Zależy bowiem od wartości g, która się zmienia.