力系的合成与分解
任意数量的力总是可以简化为一个合力和一个力偶,且该力偶的平面垂直于该力的方向。因此,在空间中总存在一条确定的直线……它既可以表示合力的作用线,又可以表示合力偶的轴线……这一中心轴……对系统所有力的简化是如此清晰,以至于同时照亮了所有其他等效的简化,并将它们(可以这么说)归入一幅单一的画面中,在其中我们立刻看到了秩序和相互依赖。
—L. Poinsot, Éléments de Statique (1803)。
力学是研究运动的科学,其研究对象是物质实体系统的位置和构型随时间的变化关系。这一研究的目的是对自然界中观察到的事实做出最简单的描述,并从这种描述中得出概括,从而对其他系统的行为做出有效的预测。
自然界中发生的运动是构成所研究系统的各个物体之间相互作用的结果。力学中描述物体运动而不涉及运动原因的部分被称为运动学。研究相互影响与由此产生的运动之间关系的部分被称为动力学。运动学和动力学的研究内容通常被合称为动力学。研究物体间相互作用相互抵消、从而产生静止或匀速运动状态的条件的部分被称为静力学。当系统内物体之间的相互影响相互抵消,使得系统处于静止状态或以恒定速度运动时,该系统被称为处于平衡状态。因此,静力学就是对平衡条件的研究。在大量的工程问题中,所研究的结构或机构都处于平衡状态,因此静力学在应用力学领域占有重要地位。