1.1 静力学的基本概念

1.1.1 力的概念

1.力的定义

力是物体之间的相互作用，这种作用将使物体的运动状态发生变化，或者使物体产生变形。前者称为力的外效应；后者称为力的内效应。

2.力的三要素

实践证明，力对物体的作用效应，取决于力的大小、方向（包括方位和指向）和作用点，这三个因素称为力的三要素。在这三个要素中，如果改变其中任何一个，也就改变了力对物体的作用效应。例如，用扳手拧螺母时，作用在扳手上的力，因大小不同、方向不同或作用点不同，所产生的效果就不同（图1-1a）。

图1-1 力的三要素与力的表示

3.力的性质

力是一个既有大小又有方向的量，而且又满足矢量的运算法则，因此力是矢量（或称向量）。矢量常用一个带箭头的有向线段来表示（图1-1b），线段长度按一定比例代表力的大小，线段的箭头表示力的方向，其起点或终点表示力的作用点。此线段的延伸称为力的作用线。用粗体字F代表力矢量，并以同一字母的非粗体字F代表该矢量的模（大小）。

4.力的单位

力的国际单位是牛顿，其符号为N，实际工作中也常用kN（千牛）。

1.1.2 力系的有关概念

物体处于平衡状态时，作用于该物体上的力系称为平衡力系。力系平衡所满足的条件称为平衡条件。如果两个力系对同一物体的作用效应完全相同，则称这两个力系互为等效力系。当一个力系与一个力的作用效应完全相同时，把力称为该力系的合力，而该力系中的每一个力称为合力的分力。

1.1.3 刚体的概念

所谓刚体是指在受力状态下保持其几何形状和尺寸不变的物体。显然，这是一个理想化的模型，实际上这样的物体并不存在。但是，工程实际中的机械零件和构件在正常工作情况下所产生的变形一般都是非常微小的。这样微小的变形对于研究物体的外效应影响极小，是可以忽略不计的。当然，在研究物体的变形问题时，就不能把物体看作刚体了，否则会导致错误的结果，甚至无法进行研究。