Важнейшей и наиболее разработанной в Новое время наукой оказалась механика. Галилею приходилось преодолевать авторитет Аристотеля, почти две тысячи лет господствующий в науке. В частности, Аристотель был уверен в том, что тяжелые тела падают быстрее легких, поскольку на них действует бóльшая сила. Галилей, будучи еще студентом Пизанского университета, решил это проверить. Он бросал с наклонной Пизанской башни тела разной массы. Традиционно упоминаются пуля и пушечное ядро. Оказалось, что они падают на Землю одновременно. Галилей открыл закон падения тел. Но гораздо более важным явилось то, что это было начало экспериментальной физики.
Галилей ввел в механику важнейшие понятия: сила, скорость, средняя скорость, ускорение, среднее ускорение, равномерное движение, инерция.
Аристотель утверждал, что причиной движения дел на Земле является сила. Галилей показал, что сила является причиной не движения, а ускорения, т.е. изменения скорости. Тела способны совершать движение и без ее воздействия, по инерции. Это утверждение получило название принципа инерции.
Принцип инерции. Тело сохраняет состояние покоя или равномерного прямолинейного движения, пока действующая на него сила не изменит это состояние.
Системы отсчета, в которых он выполняется, получили название инерциальных.
Другим важнейшим принципом классической механики, который сформулировал Галилей, был принцип относительности.
Принцип относительности Галилея. В инерциальных системах отсчета все явления природы протекают одинаково.
Галилей красочно описал его. Представьте, что Вы находитесь в каюте корабля, который движется равномерно и прямолинейно относительно берега. Вы не сможете определить, покоится корабль или движется, если, конечно не заглянете в иллюминатор. Тела будут падать отвесно. Нить с грузом будет висеть строго вертикально. Даже мухи будут летать так, как будто корабль покоится.
Галилей первым стал применять математику в физике. Поэтому его справедливо считают отцом не только экспериментальной, но и теоретической физики.
Во времена Галилея была изобретена зрительная труба. Но она служила игрушкой для богатых горожан. Галилей превратил ее в важнейший научный прибор. С его помощью он сделал выдающиеся открытия: обнаружил спутники Юпитера, горы на Луне, фазы Венеры, пятна на Солнце. Галилей направил свой телескоп на Млечный Путь и увидел, что он представляет собой скопление огромного множества звезд.