平衡是物體機械運動的壹種特殊形式。嚴格來說,物體相對於慣性參照系靜止或勻速直線運動的狀態叫做平衡。對於壹般的工程問題,以地球為參照系來確定平衡狀態。靜力學也研究力系的簡化和物體受力分析的基本方法。
動力學是理論力學的壹個分支,主要研究作用在物體上的力與物體運動之間的關系。動力學的研究對象是運動速度遠小於光速的宏觀物體。動力學是物理學和天文學的基礎,也是許多工程學科的基礎。許多數學上的進步往往與解決動力學問題有關,因此數學家對動力學有著濃厚的興趣。
動力學的研究是基於牛頓運動定律;牛頓運動定律的建立是以實驗為基礎的。動力學是牛頓力學或經典力學的壹部分,但自20世紀以來,它往往被理解為力學的壹個分支,側重於工程技術的應用。
運動學是理論力學的壹個分支,利用幾何方法研究物體的運動,通常不考慮力和質量等因素的影響。至於物體的運動與力的關系,是動力學的壹個研究課題。
用幾何方法描述物體的運動,必須確定壹個參考系。所以,從純運動學的角度來看,任何運動的描述都是相對的。這裏運動的相對性指的是經典力學的範疇,即在不同的參照系中,時間和空間的度量是相同的,與參照系的運動無關。但是,當物體的速度接近光速時,時空的測量就和參照系有關了。這裏的“運動”指的是機械運動,也就是物體。所謂“從幾何角度”是指不涉及物體本身的物理性質(如質量等。)和施加在物體上的力。
運動學主要研究點和剛體的運動規律。點是指沒有質量,在空間中占據壹定位置的幾何點。剛體是沒有質量,沒有變形,但具有壹定形狀,在空間中占有壹定位置的物體。運動學包括兩部分:點運動學和剛體運動學。只有掌握了這兩種運動,才能進壹步研究變形體(彈性體、流體等)的運動。).
在研究變形體時,需要分離物體中微團簇的剛性位移和應變。點的運動學研究點的運動方程、軌跡、位移、速度、加速度等運動特性,與所選的參考系不同。剛體運動學需要研究剛體本身的轉動過程、角速度、角加速度等更復雜的運動特性。根據運動特點,剛體運動可分為平動、定軸轉動、平面運動、定點轉動和壹般運動。
運動學為動力學和力學原理(力學)提供理論基礎,也包含自然科學和工程技術的許多學科所必需的基礎知識。