有了加速度的概念，力学中的动力学部分才能建立在科学基础之上，而在伽利略之前，只有静力学部分有定量的描述 。
伽利略还对物体在斜面上的运动，抛射体的运动等作过实验和观察 。在这些研究基础上他提出了加速度的概念及其数学表达式 。他曾非正式地提出惯性定律和物体在外力作用下运动的规律，提出运动相对性原理（现称伽利略相对性） 。
相对性原理是为答复对哥白尼体系的责难而提出的，但原理的意义远不止于此，它第一次提出惯性参考系（惯性系）的概念，被爱因斯坦称为伽利略相对性原理，是狭义相对论的先导 。
这些为牛顿正式提出运动第一、第二定律奠定了基础 。伽利略还提出过合力定律，抛射体运动规律 。在经典力学的建立上伽利略可以说是牛顿的先驱 。
伽利略对摆的运动作过长期的观察和研究 。在后来的研究中指出单摆的周期和摆长度的平方根成正比 。这一规律为后来计时机构（摆钟）的设计提供了根据 。1641年，已失明的他，让儿子为他绘制了摆钟设计图 。
伽利略在力学方面的贡献是多方面的 。这在他晚年写出的力学著作《关于两门新科学的谈话和数学证明》中有详细的描述 。
在这本不朽著作中，除动力学外，还有不少关于材料力学的内容 。例如，他阐述了关于梁的弯曲试验和理论分析，正确地断定梁的抗弯能力和几何尺寸的力学相似关系 。
他指出，对长度相似的圆柱形梁，抗弯力矩和半径立方成比例 。他还分析过受集中载荷的简支梁，正确指出最大弯矩在载荷下，且与它到两支点的距离之积成比例 。
伽利略还对梁弯曲理论用于实践所应注意的问题进行了分析，指出工程结构的尺寸不能过大，因为它们会在自身重量作用下发生破坏 。
他根据实验得出，动物形体尺寸减小时，躯体的强度并不按比例减小 。他还把这种关系用来说明为什么体格大的动物在负担自身重量方面不如体格小的动物，写道：“一只小狗也许可以在它的背上驮两三只小狗，但我相信一匹马也许连一匹和它同样大小的马也驮不起 。”
【伽利略生平简介伽利略的主要科学成就伽利略是怎样的人？】伽利略在被监禁期间把他在力学方面的成就用三人谈话的形式写成《两门新科学的谈话》一书（1638年出版） 。
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