1.1 力的概念及其性质
1.1.1 力的概念
力，是物体之间相互的机械作用，这种作用能使物体的机械运动状态或形状发生变化。
通过力的定义可以看出，力对物体的作用效应体现在两个方面：一是使物体的运动状态发生变化，称为外效应；二是使物体的形状发生改变，称为内效应。当物体本身形变十分微小时，在工程问题中并不会对物体的运动或平衡带来实质性的影响，可近似认为物体保持原几何形状及尺寸，从而大大降低了问题的复杂程度，这种理想化的力学模型即为刚体。所谓刚体，是指在任何外力作用下都不发生变形的物体。
力对物体的作用效果取决于力的大小、方向、作用点，这三个因素即为力的三要素。
1.1.2 力的基本性质
（1）力的合成与分解
公理一：力的平行四边形法则
作用在刚体上同一点的两个力，可以合成为一个合力，其大小和方向由这两个力为边构成的平行四边形的对角线确定。这种做平行四边形求解合力的方法，叫作力的平行四边形法则。如图1-1（a）所示，力F1、F2交于O点，以这两个力为邻边的平行四边形对角线OC即代表F1、F2两力的合力FR的大小与方向。
图1-1 力的合成与分解
如图1-1（b）所示，将F1、F2首尾相接画出，连接F1的起点与F2的终点形成三角形的封闭边，FR便为所求合力，方向由F1的起点指向F2的终点。这种求解合力的方法，叫作力的三角形法则，即：
（1-1）
为了方便起见，通常将力分解为方向已知、相互垂直的两个分力，如图1-1 （c）所示。
（2）力平衡条件
公理二：二力平衡公理
使刚体保持平衡的充要条件是：两个力的大小相等、方向相反，且作用在同一直线上。只受两个力作用且处于平衡状态的构件称为二力构件或二力杆。如图1-2所示。
图1-2 二力平衡
公理三：加减平衡力系公理
在刚体上加上或者减去任意一个平衡力系，不会改变原力系对该刚体的作用效果。由此得到以下推论。
推论1：力的可传性
作用在刚体上的力，可以沿其作用线移到刚体内任意一点而不改变该力对刚体的作用效果。
推论2：三力平衡汇交定理
如果刚体在三个力作用下处于平衡，其中两个力的作用线相交于一点，则第三个力的作用线也必定交于该点，且三力共面。
公理四：作用力与反作用力公理
作用力和反作用力分别作用在两个相互作用的物体上，两力大小相等、方向相反、沿着同一条直线，且总是同时存在。作用力与反作用力是分别作用在两个不同的物体上，切记勿与二力平衡概念混淆。