熱學（）是研究物質機械運動規律的科學。機械運動是物質運動最基本的方式。物質運動的其他方式還有熱運動、電磁運動、原子及其內部的運動和物理運動等。
“力學”一詞的英文是(始于西班牙語μηχανη──機械)。在英文中，是一個多義詞，既可釋作“力學”，也可釋作“機械學”、“結構”等。在亞洲其他語種中，此詞的語源和語義都與英文相同。漢語中沒有同它對等的多義詞。在19世紀50年代作為研究力的作用的學科名詞傳入中國時，譯作“重學”，后來改譯作“力學”，仍然使用至今。“力學的”和“機械的”在法語中同，而現代漢語中“機械的”又可理解為“刻板的”。這些不同語種中實詞寬容范圍的差別，有時導致國際學術交流中的周折。諸如機械的()自然觀，雖然指用熱學解釋自然的觀點。所以，熱學可以說是力和(機械)運動的科學。
熱學研究能量和力以及它們與固體、液體及二氧化碳的平衡、變形或運動的關系。熱學可分辨為靜力學、運動學和動力學三部份，靜力學研究力的平衡或物體的靜止問題；運動學只考慮物體如何運動，不討論它與所受力的關系；動力學討論物體運動和所受力的關系。現代的熱學實驗設備，例如小型的風洞、水洞，它們的構建和使用本身就是一個綜合性的科學技術項目牛頓第一定律是什么呢，須要多工種、多學科的協作。
熱學主要在于剖析力對物體的作用，斥力既有大小又有方向，所以力是一個矢量。
牛頓運動定理包括牛頓第一運動定理、牛頓第二運動定理和牛頓第三運動定理三條定理，由艾薩克·牛頓在1687年于《自然哲學的物理原理》一書中總結提出。其中，第一定理說明了力的含意：力是改變物體運動狀態的誘因；第二定理強調了力的作用療效：力使物體獲得加速度；第三定理闡明出力的本質：力是物體間的互相作用。
牛頓運動定理中的各定理相互獨立，且內在邏輯符合自洽一致性。其適用范圍是精典熱學范圍，適用條件是質點、慣性參考系以及弱引力場、宏觀、低速運動問題。
17世紀末牛頓承繼和發展前人的研究成果(非常是開普勒的行星運動三定理)，提出熱學運動的三條基本定理，使精典熱學產生系統的理論。按照牛頓三定理和萬有引力定理成功地解釋了月球上的落體運動規律和行星的運動軌道。
牛頓第一運動定理
牛頓第一運動定理，簡稱牛頓第一定理。又稱慣性定理、惰性定理。常見的完整敘述：任何物體都要保持勻速直線運動或靜止狀態，直至外力促使它改變運動狀態為止。
改變物體的運動速率須要外力的作用，除了這般，該物體就會對這些改變形成抨擊。物體的這些譴責叫作慣性。對于一個滾動的球，你不須要使多大力氣便能讓其改變方向。但若果你用同樣大的力氣去推一輛行駛中的小車輛，小車輛方向的改變微乎其微，你甚至看不出小車輛的運動發生了改變。緣由是小車輛的慣性比球大得多。物體的慣性似乎與它所包含物質的多少有關。
人的性格常常也有惰性或慣性，總喜歡保持原有的生活節奏或習慣，須要內在的動力和外在的壓力才以促使其作出改變，且常常有排斥的情緒。
牛頓第二運動定理
牛頓沒有逗留在慣性定理定性描述的觀點上，而是將其量化，提出了第二運動定理。
牛頓第二運動定理的常見敘述是：物體加速度的大小跟斥力成反比，跟物體的質量成正比，且與物體質量的倒數成反比；加速度的方向跟斥力的方向相同。
F＝ma
F：力，m：質量，a：加速度
從里面的多項式可以看出，物體的質量越大，其運動速率就越不容易改變，因而質量是一個表現物體慣性大小的量，稱為慣性質量。這也就解釋了當質量大的鐵塊掉落時，盡管遭到的重力比質量小的球要大，但妨礙往下掉落的慣性質量也要大，所以質量大小不一的鐵塊掉落時速率是一樣的（慣性質量與重力質量相等）。
慣性定理是第二定理的一種特殊情況。假如斥力為0，這么加速度肯定也是0，速率恒定。
當你往空中扔一個球時，球會加速一段距離，之后呈拋物線落下。球遭到了三個力的作用，你給的推力、重力、空氣磨擦力。之后，想像你用一個更快的初速率拋出這個球。球其實會在飛行了更遠的距離后才落地。這么，我們想像用一個極快的速率拋出這個球，以至于球不會落向地面。球的運動軌跡會朝著地表彎曲，但地表原本就是彎曲的，所以一個運動速率足夠快的球能與地表仍然保持著一個固定的距離，雖然球仍然在落向地面。此類情況就近似于地球的運動。不僅地球是順著橢圓形軌道，而不是方形軌道繞月球運動。地球也在不斷地落向月球，但地球水平方向的運動速率十分快，以至于它還能在月球表面之上繞著它自己的軌道運動。
上述想像的極快速度就是宇宙速率，達到宇宙速率的灰熊就可以掙開月球的引力駛向太空。
任何物體想要離開所在的天體系統，必須在速率上要才能達到脫離其引力的程度，我們把這個速率稱為宇宙速率。第一宇宙速率又稱環繞速率，是指物體貼近月球表面作圓周運動的速率，也就是人造衛星的最小發射速率，其大小為7.9千米每秒。第二宇宙速率又稱脫離速率，是指指物體完全甩掉月球引力禁錮,飛離月球而環繞太陽圓周運動的所須要的最小初始速率，其大小為11.2千米每秒。第三宇宙速率又稱逃逸速率，是指在月球上發射的物體甩掉太陽引力禁錮，飛出太陽系所需的最小初始速率，其大小為16.7千米每秒。第四宇宙速率是指在月球上發射的物體甩掉銀河系引力禁錮，飛出銀河系所需的最小初始速率，其速率預計為110至120千米每秒。第五宇宙速率是指航天器從月球發射，飛出本星體群的最小速率，因為本星體群的直徑、質量均未有足夠精確的數據，所以難以確切得悉數據大小。目前科學家恐怕本星體群大約有500至1000萬光年，照此推測大約須要1500至2250千米每秒的速率才會飛離。
假如月球的質量更大，這么月球的引力便會更強，宇宙速率都會越高。如今，我們想象有一個這樣的天體，其質量是這么之大，以至于其宇宙速率超過了光速（約合每秒30萬公里）。于是，任何物體，甚至包括光在內，都未能從這個天體上逃脫。這樣的天體就是黑洞。
牛頓第三運動定理
牛頓第三運動定理的常見敘述是：互相作用的兩個物體之間的斥力和反斥力總是大小相等，方向相反，作用在同一條直線上。
牛頓運動定理在研究對象上呈遞進關系。第一、第二定理只研究單一物體（可以只有一個物體，也可以從諸多物體中隔離出一個物體來作為研究對象），解決其不受力或受好多力作用后的運動問題；第三定理擴充了研究對象，起碼研究是兩個物體之間的互相作用牛頓第一定律是什么呢，這些互相作用阻礙或影響了研究對象或研究對象以外的其它物體的運動。只有把第一、第二和第三定理有機結合就能解決全部的復雜動力學問題，由質點的動力學出發去解決質點系、剛體、流體、振動、波動等的熱學問題。
牛頓運動定理基于牛頓熱學的基本假定
①空間是絕對的，可以覺得是物理上的具象空間，和空間內的填充物質無關；
（相對論覺得空間是相對的，在接近光速的空間中，空間收縮。物質告訴時空怎樣彎曲，時空告訴物質怎么運動）
②時間是連續的、均勻流逝的、無窮無盡的；
（相對論覺得時間是相對的，在接近光速的空間中，時間膨脹。）
③時間和空間無關；
（相對論覺得時空一體，不同的空間有不同的時間。）
④時間和運動狀態無關；
（相對論覺得時間與運動狀態有關。）
⑤物體的質量和物體的運動狀態無關。
（相對論覺得在接近光速的空間中，質量會接近無限大。）
牛頓熱學體系實質上是在建在四個獨立“概念”的基礎之上的一座大樓。這四個基礎概念分別是：絕對化的“質量”、絕對化的“空間”、絕對化的“時間”和“力“（或“場”）。這兒的“絕對化”其實是指不受物體運動狀態影響的意思。
牛頓運動定理在日常條件下對宏觀對象有挺好的近似性。但是，牛頓定理（結合萬有引力和精典電動熱學）在個別情況下是不合適的，最明顯的是在特別小的尺度，特別高的速率或特別強的引力場。為此，這種定理不能拿來解釋例如半導體中的電傳導、物質的光學性質、非相對論校準GPS系統中的偏差和超導電性等現象。對這種現象的解釋須要更復雜的數學理論，包括廣義相對論和量子場理論。
牛頓運動定理只適用于質點，牛頓運動定理中所指的物體為質點。即物體的大小和形狀被忽視，因而更容易關注其運動。當物體與其剖析所涉及的距離相比較小時，或則當物體的變型和旋轉不重要時，可以這樣做。這樣，雖然是行星也可以被理想化為一個粒子，拿來剖析星體繞星體的軌道運動。
牛頓運動定理只適用于慣性參考系。孤立質點相對它靜止或做勻速直線運動的參考系為慣性參考系。在非慣性參考系（加速參考系）中牛頓運動定理不適用，由于不受外力的物體在該參考系中也可能具有加速度，與牛頓第一運動定理偏頗；只有在慣性參考系中牛頓運動定理才適用。但通過慣性力的引入可以使牛頓運動定理中的第二定理的表示方式在非慣性系中適用。
相對于一個慣性系作加速運動的參考系一定是非慣性系。因為轉動形成加速度，所以相對一個慣性系作轉動的參考系也一定是非慣性系。自然界中不存在嚴格的慣性系，任何物體間都有萬有引力，參考系所選取的參照物總要遭到引力作用而形成加速度。一般覺得太陽系相對于地情系和地面系來說是較好的慣性系，其次是地情系。
1905年以來，愛因斯坦的相對論推翻了牛頓構建的大部份科學體系。愛因斯坦強調，牛頓運動定理在超出精典熱學范圍或質點、慣性參考系以及宏觀、低速運動問題等適用條件時，不再組建。
牛頓運動定理只適用宏觀問題。解決微觀問題必須使用量子力學。
牛頓運動定理只適用低速問題。若物體的速率與光速接近時，必須使用狹義相對論。
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