Klassik mexanika — mexanika (fizikaning jismlarning fazodagi o‘rni vaqt o‘tishi bilan qanday o‘zgarishini va bu o‘zgarishlar sabablarini o‘rganuvchi bo‘limi)ning Nyuton qonunlariga va Galileyning nisbiylik prinsipiga asoslangan yo‘nalishidir. Uning boshqa nomi — «Nyuton mexanikasi».

Klassik mexanika quyidagi bo‘limlarga ajratiladi:

• statika (jismlarning muvozanat holatini o‘rganadi);
• kinematika (harakat sabablarini hisobga olmasdan, uning geometrik xususiyatlarini o‘rganadi);
• dinamika (jismlarning harakatini unga sabab bo‘luvchi omillar bilan birga o‘rganadi).

Klassik mexanikani matematik jihatdan rasmiy tavsiflashning bir-biriga ekvivalent bo‘lgan bir nechta usuli mavjud:

• Nyuton qonunlari;
• Lagranj formalizmi;
• Gamilton formalizmi;
• Gamilton — Yakobi formalizmi.

XIX—XX asrlar chegarasida klassik mexanikaning qo‘llanish doirasi cheklanganligi aniqlandi. Ma’lum bo‘lishicha, u nihoyatda aniq natijalar beradi, biroq faqat tezligi yorug‘lik tezligidan ancha kichik, o‘lchamlari esa atomlar va molekulalar o‘lchamidan ancha katta bo‘lgan jismlarga, shuningdek, gravitatsiya ta’sirining tarqalish tezligini cheksiz deb hisoblash mumkin bo‘lgan masofalar yoki sharoitlarga tatbiq etilgandagina shunday bo‘ladi (ixtiyoriy tezlikda harakatlanadigan jismlar uchun klassik mexanikaning umumlashtirilgan shakli — relyativistik mexanika, atom o‘lchamlariga yaqin jismlar uchun esa — kvant mexanikasi; kvant-relyativistik effektlarni o‘rganuvchi nazariya esa — kvant maydon nazariyasi).

Shunga qaramay, klassik mexanika o‘z ahamiyatini saqlab qolmoqda, chunki u:

1. boshqa nazariyalarga qaraganda tushunish va qo‘llash uchun ancha sodda;
2. juda keng sharoitlar doirasida voqelikni yetarlicha aniq tasvirlaydi.

Klassik mexanika yordamida juda turli fizik obyektlarning harakatini tasvirlash mumkin: makrodunyodagi kundalik buyumlardan (masalan, pirildoq va beysbol to‘pi) tortib astronomik o‘lchamdagi obyektlar (masalan, sayyoralar va yulduzlar) va ko‘plab mikroskopik obyektlargacha.

Klassik mexanikada bir nechta asosiy tushuncha va modellardan foydalaniladi. Jumladan:

• Fazo. Jismlarning harakati Yevklid fazosi xususiyatlariga ega, mutlaq (kuzatuvchiga bog‘liq bo‘lmagan), bir jinsli (fazodagi istalgan ikki nuqta bir-biridan farq qilmaydigan) va izotrop (fazodagi istalgan ikki yo‘nalish bir-biridan farq qilmaydigan) fazoda sodir bo‘ladi, deb hisoblanadi.
• Vaqt — klassik mexanikada postulat sifatida qabul qilingan fundamental tushuncha. Vaqt mutlaq, bir jinsli va izotrop deb hisoblanadi (klassik mexanika tenglamalari vaqt oqimining yo‘nalishiga bog‘liq emas).
• Sanoq sistemasi quyidagilardan tashkil topadi: sanoq jismi (mexanik tizimning harakati unga nisbatan qaraladigan haqiqiy yoki xayoliy jism), vaqtni o‘lchash asbobi va koordinatalar sistemasi.
• Massa — jismlarning inersiya xususiyatini ifodalovchi o‘lchovdir.
• Moddiy nuqta — massaga ega, lekin ko‘rib chiqilayotgan masalada o‘lchamlari hisobga olinmaydigan obyekt modelidir. O‘lchamlari nolga teng bo‘lmagan jismlar murakkab harakat qilishi mumkin, chunki ularning ichki tuzilishi o‘zgarishi mumkin (masalan, jism aylanishi yoki deformatsiyalanishi mumkin). Shunga qaramay, ayrim hollarda bunday jismlarni o‘zaro ta’sirlashuvchi juda ko‘p moddiy nuqtalar to‘plami sifatida qarab, moddiy nuqtalar uchun olingan natijalarni ularga ham tatbiq etish mumkin. Kinematika va dinamikada moddiy nuqtalar odatda quyidagi kattaliklar bilan tavsiflanadi:
  • radius-vektor ${\displaystyle \overrightarrow{r}}$ — koordinatalar boshidan moddiy nuqtaning ayni paytdagi joylashuvini ko‘rsatuvchi fazo nuqtasiga o‘tkazilgan vektor;
  • tezlik — moddiy nuqta holatining vaqt bo‘yicha o‘zgarishini ifodalovchi va radius-vektorning vaqt bo‘yicha hosilasi sifatida aniqlanadigan vektor:

    ${\displaystyle \overrightarrow{v}=\frac{d\overrightarrow{r}}{dt}}$;

  • tezlanish — moddiy nuqta tezligining vaqt bo‘yicha o‘zgarishini ifodalovchi va tezlikning vaqt bo‘yicha hosilasi sifatida aniqlanadigan vektor:

    ${\displaystyle \overrightarrow{a}=\frac{d\overrightarrow{v}}{dt}=\frac{d^2\overrightarrow{r}}{d{t}^2}}$;

  • massa — moddiy nuqtaning inertlik o‘lchovi; u vaqt davomida o‘zgarmas hamda moddiy nuqta harakatining xususiyatlari va boshqa jismlar bilan o‘zaro ta’siriga bog‘liq emas deb qaraladi;
  • impuls (boshqa nomi — harakat miqdori) — moddiy nuqta massasining uning tezligiga ko‘paytmasiga teng bo‘lgan vektor fizik kattalik:

    ${\displaystyle \overrightarrow{p}=m\overrightarrow{v}}$;

  • kinetik energiya — harakat energiyasi bo‘lib, moddiy nuqta massasi bilan uning tezligi kvadrati ko‘paytmasining yarmiga teng:

    ${\displaystyle T=\frac{m{v}^2}{2}.}$ yoki ${\displaystyle T=\frac{p^2}{2m}}$;

  • kuch — boshqa jismlar hamda fizik maydonlarning mazkur jismga ta’sir etish intensivligini ifodalovchi vektor fizik kattalik. U moddiy nuqtaning koordinatalari va tezligiga bog‘liq funksiya bo‘lib, uning impulsidan vaqt bo‘yicha olingan hosilani belgilaydi;
  • agar kuchning ishi jism harakatlangan trayektoriyaning shakliga bog‘liq bo‘lmay, faqat boshlang‘ich va oxirgi holatlariga qarab aniqlansa, bunday kuch potensial kuch deb ataladi. Potensial kuchlar orqali yuz beradigan o‘zaro ta’sirni potensial energiya yordamida tavsiflash mumkin. Ta’rifga ko‘ra, potensial energiya — jism koordinatalarining shunday funksiyasiki, ${\displaystyle U(\overrightarrow{r})}$ unga ta’sir qiluvchi kuch mazkur funksiyaning gradiyentiga teskari ishora bilan teng bo‘ladi:

    ${\displaystyle \overrightarrow{F}=-\mathrm{\nabla }U(\overrightarrow{r})}$.

Klassik mexanika nuqtaviy bo‘lmagan, o‘lchamlarga ega obyektlarning murakkab harakatlarini tavsiflashni ham o‘z ichiga oladi. Nyuton mexanikasi qonunlarini bunday obyektlarga tatbiq etish asosan L. Eylerning xizmatidir. Eyler qonunlarining zamonaviy ifodasida ham uch o‘lchamli vektorlar apparatidan foydalaniladi.

Keyinchalik analitik mexanika rivojlandi. Uning asosiy g‘oyasi ko‘p o‘lchamli geometriya vositalaridan foydalanib, mexanik tizimni yaxlit obyekt sifatida tasvirlashdan iborat. Klassik analitik mexanikaning ikkita asosiy (ko‘p jihatdan muqobil) ifodasi mavjud: Lagranj mexanikasi va Gamilton mexanikasi. Bu nazariyalarda «kuch» tushunchasi ikkinchi o‘ringa o‘tadi va mexanik tizimlarni tavsiflashda asosan energiya yoki ta’sir kabi boshqa fizik kattaliklarga e’tibor qaratiladi.

Yuqorida keltirilgan impuls va kinetik energiya ifodalari elektromagnit hissa sezilarli bo‘lmagandagina o‘rinlidir. Elektromagnetizmda tok o‘tayotgan sim uchun Nyutonning ikkinchi qonuni, agar tizim impulsiga elektromagnit maydonning hissasi hisobga olinmasa, buziladi; bu hissa Poynting vektorini c² ga bo‘lish orqali ifodalanadi, bu yerda c — bo‘sh fazodagi yorug‘lik tezligi.

Klassik mexanika bashoratlari tezligi yorug‘lik tezligiga yaqinlashadigan tizimlar uchun noaniq bo‘lib qoladi (bunday tizimlarning xatti-harakatini relyativistik mexanika tavsiflashi kerak), shuningdek, juda kichik tizimlar uchun ham noaniq bo‘ladi, chunki ularda kvant mexanikasi qonunlari amal qiladi. Relyativistik va kvant effektlari birdek muhim bo‘lgan tizimlarning xatti-harakatini tavsiflash uchun relyativistik kvant maydon nazariyasi qo‘llanadi. Tarkibiy qismlar yoki erkinlik darajalari soni nihoyatda ko‘p bo‘lgan tizimlar uchun ham klassik mexanika yetarli bo‘lmasligi mumkin. Bunday hollarda statistik mexanika usullaridan foydalaniladi.

Klassik mexanika ichki jihatdan izchil nazariya, ya’ni uning doirasida bir-biriga zid bo‘lgan qoidalar mavjud emas. Umuman olganda, u boshqa «klassik» nazariyalar (masalan, klassik elektrodinamika va klassik termodinamika) bilan ham mos keladi. Biroq XIX asr oxirida bu nazariyalar o‘rtasida ayrim nomuvofiqliklar aniqlangan; ularni bartaraf etish zamonaviy fizikaning shakllanishiga olib keldi. Jumladan:

• Klassik elektrodinamika tenglamalari Galiley almashtirishlariga nisbatan invariant emas: bu tenglamalarda (barcha kuzatuvchilar uchun o‘zgarmas fizik konstanta sifatida) yorug‘lik tezligi qatnashgani sababli, klassik elektrodinamika va klassik mexanika faqat bitta tanlangan sanoq sistemasida — efirga bog‘langan sistemada o‘zaro mos keladi. Biroq tajribalar efirning mavjudligini tasdiqlamadi va bu maxsus nisbiylik nazariyasining yaratilishiga olib keldi (bu nazariya doirasida mexanika tenglamalari o‘zgartirildi).
• Klassik termodinamikaning ayrim qoidalari ham klassik mexanika bilan mos kelmaydi: ularni klassik mexanika qonunlari bilan birga qo‘llash Gibbs paradoksigaga (unga ko‘ra, entropiya miqdorini aniq belgilash imkonsiz) va ultrabinafsha falokatga olib keladi (bu holat mutlaq qora jism cheksiz miqdorda energiya nurlatishi kerakligini anglatadi). Bu muammolarni hal etishga urinishlar kvant mexanikasining paydo bo‘lishi va rivojlanishiga olib keldi.

• Arnold V. I.  Klassik mexanikaning matematik usullari. 5-nashr. — M.: Editorial URSS, 2003. — 416 bet. — ISBN 5-354-00341-5.
• Arnold V. I., Avets A.  Klassik mexanikaning ergodik muammolari. — Moskva—Izhevsk: RXD, 1999. — 284 bet. — ISBN 5-89806-018-9.
• Goldshteyn G., Pul Ch., Safkso J.  Klassik mexanika. — M.: RXD, 2012. — 808 bet. — ISBN 978-5-4344-0072-5.
• Grigoryan A. T.  Qadimgi davrdan bugungi kungacha mexanika. — M.: Nauka, 1974. — 480 bet.
• Rossiyada mexanika tarixi / Tahriri ostida: A. N. Bogolyubov, I. Z. Shtokalo. — Kiyev: Naukova dumka, 1987. — 392 bet.
• Qadimgi davrdan XVIII asr oxirigacha mexanika tarixi / Tahriri ostida: A. T. Grigoryan, I. B. Pogrebisskiy. — M.: Nauka, 1971. — 298 bet.
• XVIII asr oxiridan XX asr o‘rtalarigacha mexanika tarixi / Tahriri ostida: A. T. Grigoryan, I. B. Pogrebisskiy. — M.: Nauka, 1972. — 412 bet.
• Kittel Ch., Nayt U., Ruderman M.  Mexanika. Berkli fizika kursi. — M.: Lan, 2005. — 480 bet. — (Oliy o‘quv yurtlari uchun darsliklar). — ISBN 5-8114-0644-4.
• Landau L. D., Lifshits Ye. M.  Mexanika. 5-nashr. — M.: Fizmatlit, 2012. — 224 bet. — («Nazariy fizika», I jild). — ISBN 978-5-9221-0819-5.
• Matveyev A. N.  Mexanika va nisbiylik nazariyasi. 3-nashr. — M.: ONIKS 21 asr: Mir i Obrazovaniye, 2003. — 432 bet. — ISBN 5-329-00742-9.
• Asosiy fizik g‘oyalarning rivojlanishiga doir ocherklar / Tahriri ostida: A. T. Grigoryan, L. S. Polak. — M.: SSSR Fanlar akademiyasi nashriyoti, 1959. — 511 bet.
• Petkevich V. V.  Nazariy mexanika. — M.: Nauka, 1981. — 496 bet.
• Sivuxin D. V. Umumiy fizika kursi. — 5-nashr, o‘zgartirishsiz. — M.: Fizmatlit, 2006. — J. I. Mexanika. — 560 bet. — ISBN 5-9221-0715-1..
• Targ S. M. Mexanika — quyidagi manbadagi maqola: Fizika ensiklopediyasi
• Yavorskiy B. M., Detlaf A. A.  Yuqori sinf o‘quvchilari va oliy o‘quv yurtlariga kiruvchilar uchun fizika. — M.: Akademiya, 2008. — 720 bet. — (Oliy ta’lim). — ISBN 5-7695-1040-4.

• 1-videoma’ruza. Fizika: klassik mexanika (1999-yil kuzi) Arxivlangan nusxa — 5-dekabr 2015-yil, Wayback Machine // Massachusets texnologiya instituti ma’ruzalari: 8.01
• 2-videoma’ruza. Fizika: klassik mexanika (1999-yil kuzi) Arxivlangan nusxa — 23-noyabr 2015-yil, Wayback Machine // Massachusets texnologiya instituti ma’ruzalari: 8.01