Ada beberapa persamaan fisika yang digunakan oleh fisikawan untuk menggambarkan fenomena dunia dan gerak. Persamaan ini dapat direorganisasi untuk diselesaikan untuk variabel yang tidak diketahui berbeda. Oleh karena itu, apa yang tampak seperti dua persamaan yang terpisah seringkali merupakan persamaan yang sama yang dikerjakan ulang. Beberapa persamaan fisika yang paling umum digunakan untuk menggambarkan energi, gaya, dan kecepatan. Persamaan ini dapat membantu para ilmuwan mengetahui bagaimana objek akan bereaksi dalam keadaan tertentu tanpa harus bereksperimen langsung pada objek tersebut.
Mungkin persamaan fisika yang paling terkenal berkaitan dengan energi: E=mc2. Dalam persamaan ini, E adalah energi, m untuk massa, dan c untuk kecepatan cahaya dalam ruang hampa (sekitar 186,000 mil/detik atau 3×108 meter/detik. Persamaan ini dikembangkan oleh ilmuwan Albert Einstein. Dia menentukan bahwa massa suatu benda dan energinya adalah dua jenis benda yang sama, dengan kata lain massa suatu benda dapat diubah menjadi energi dan sebaliknya.
Persamaan fisika lain yang berkaitan dengan energi adalah persamaan yang menggambarkan energi kinetik dan potensial. Energi kinetik (K atau kadang-kadang KE) dijelaskan oleh persamaan K=½mv2, di mana m sama dengan massa benda, dan v sama dengan kecepatan. U=mgy adalah persamaan fisika yang menggambarkan energi potensial gravitasi, di mana U adalah energi potensial, m untuk massa, y untuk jarak benda di atas tanah, dan g untuk percepatan gravitasi di bumi (sekitar 32.174 ft/s2 atau 9.81 m/s2). Nilai ini dapat berubah sedikit karena ketinggian dan garis lintang dan secara teknis merupakan angka negatif karena objek bergerak ke arah bawah, namun negatifnya berkali-kali diabaikan. Kapitalisasi variabel “g” penting karena “g” dikenal sebagai percepatan gravitasi, dan “G” adalah konstanta gravitasi.
Tentu saja, ketika berhadapan dengan gravitasi, kita juga tahu gaya yang diberikan gravitasi pada suatu benda. Hal ini dijelaskan dengan persamaan fisika, F=Gm1m2/r2. Dalam hal ini, G—perhatikan huruf kapitalnya—adalah konstanta gravitasi universal (sekitar 6.67×10-11 N.m2/kg2), m1 dan m2 adalah dua massa benda, dan r adalah jarak antara kedua benda . Persamaan fisika lain yang berkaitan dengan gaya menjelaskan hukum kedua Newton tentang gerak. Hal ini dijelaskan oleh F=ma, di mana F adalah gaya, m adalah massa, dan a adalah percepatan.
Persamaan fisika yang berkaitan dengan kecepatan adalah d=vt, yang menyatakan jarak yang ditempuh suatu benda dalam waktu tertentu, dan d=½at2+v0t, yang menyatakan jarak yang ditempuh selama percepatan. Dalam kedua persamaan, d adalah simbol untuk jarak, v untuk kecepatan, dan t untuk waktu. Pada persamaan pertama, t adalah waktu yang ditempuh benda, dan pada persamaan kedua, t adalah waktu percepatan. Variabel, a, dalam persamaan kedua adalah singkatan dari percepatan suatu benda. Beberapa menggunakan variabel vi untuk menggambarkan kecepatan awal daripada v0.