1.1 靜力學的基本概念

1.1.1 力的概念

1.力的定義

力是物體之間的相互作用，這種作用將使物體的運動狀態發生變化，或者使物體產生變形。前者稱為力的外效應；后者稱為力的內效應。

2.力的三要素

實踐證明，力對物體的作用效應，取決于力的大小、方向（包括方位和指向）和作用點，這三個因素稱為力的三要素。在這三個要素中，如果改變其中任何一個，也就改變了力對物體的作用效應。例如，用扳手擰螺母時，作用在扳手上的力，因大小不同、方向不同或作用點不同，所產生的效果就不同（圖1-1a）。

3.力的性質

力是一個既有大小又有方向的量，而且又滿足矢量的運算法則，因此力是矢量（或稱向量）。矢量常用一個帶箭頭的有向線段來表示（圖1-1b），線段長度按一定比例代表力的大小，線段的箭頭表示力的方向，其起點或終點表示力的作用點。此線段的延伸稱為力的作用線。用粗體字F代表力矢量，并以同一字母的非粗體字F代表該矢量的模（大小）。

4.力的單位

力的國際單位是牛頓，其符號為N，實際工作中也常用kN（千牛）。

1.1.2 力系的有關概念

物體處于平衡狀態時，作用于該物體上的力系稱為平衡力系。力系平衡所滿足的條件稱為平衡條件。如果兩個力系對同一物體的作用效應完全相同，則稱這兩個力系互為等效力系。當一個力系與一個力的作用效應完全相同時，把力稱為該力系的合力，而該力系中的每一個力稱為合力的分力。

1.1.3 剛體的概念

所謂剛體是指在受力狀態下保持其幾何形狀和尺寸不變的物體。顯然，這是一個理想化的模型，實際上這樣的物體并不存在。但是，工程實際中的機械零件和構件在正常工作情況下所產生的變形一般都是非常微小的。這樣微小的變形對于研究物體的外效應影響極小，是可以忽略不計的。當然，在研究物體的變形問題時，就不能把物體看作剛體了，否則會導致錯誤的結果，甚至無法進行研究。