3、力系、力的合成与分解
作用在同一物体上的几个力总称为力系。若能用一个力等效代替一个力系的作用(即它的三要素与力系的作用相等)，则此力称为这个力系的合力；力系中原来的几个力称为这个合力的分力。力的合成，就是由已知作用于物体的多个力，求它们的合力。求合力可以用数学计算法，也可用作图法。力的合成常有以下几种情况：
在同一直线上的力的合成 这种情况用计算法更简单。先设定出合力方向，则与合力设定方向相同的分力为正值，相反的分力为负值；再求各分力值的代数和。若代数和为正值则合力实际方向与设定方向相同，若为负值，则合力实际方向与设定方向相反；合力作用点与各分力作用点相同。
同方向两平行力的合成 合力的大小等于两力之和，即R=F1+F2；合力的方向与两力平行并同向；合力作用点至两力作用点的距离与两力大小成反比，即L1/L2=F1/F2(图11-1a) 。
两交汇力的合成 合力R的大小和方向可用两力F1、F2为边所构成的平行四边形求得，从两力交汇点O引出的对角线所表示的力即为合力，这一种求合力的方法常称平行四边形法；合力R的大小与方向还可用两力F1、F2为边所构成的力三角形的封闭边求得，作力三角形时两力必须首尾相接，用这种方法求合力常称三角形法。应用平行四边形法和三角形法时，采用作图法求两交汇的力的合力都极简便实用(图11-1b)，可以避免三角函数计算。
交汇于一点的多力合成 合力可用力多边形求得：从O点开始，依次按诸力的大小和方向画出力多边形，最后所画的封闭边即表示合力(图11-1c)。作力多边形时，诸力必须首尾相接。
力可以合成，也可以分解。力的分解方法与力的合成相反：以已知力F为对角线按力的平行四边形法，可将其沿任意方向的两交线分解成两个力；沿互相垂直的两直线方向分解成两力；沿互相垂直的三直线方向分解成空间中的三力(图11-2a、b、c)。
11.1.4、力矩、力偶与力偶矩
力矩 它是用来度量力使物体在平面内绕某点(即垂直于该平面的轴)转动的能力的。用扳手拧螺栓便是利用力矩工作的例子。力矩与力的大小、方向有关，还与转动中心到力的垂直距离(即力臂)有关。力矩=力×力臂，单位为kgf·m等。当力通过转动中心时(力臂=0)，力矩为零。利用力矩的杠杆原理(力×力臂=重×重臂)常会帮助找到省力的办法：如加长手柄(力臂)，选择尽量靠近重物的撬棍支点等。必须注意的是，力臂、重臂不能和杠杆的实际长度相混淆，它们应分别是力、物体重量的作用线至旋转中心的垂直距离(图11-3)。
力偶 作用在同一物体上，相互平行、大小相等、方向相反的两力称为力偶。组成力偶的两力不能用一个力来代替，但能产生力矩使物体绕着某轴转动。
力偶矩 它是用来度量力偶使物体转动的能力的。力偶矩与两力的大小、方向有关，还与两力间的垂直距离(力偶臂)有关，即力偶矩等于力偶中任意一力与力偶臂的乘积，也等于两力对任意一点的两力矩之和。力偶矩的单位为kgf·m等。双手操作丝锥扳手、圆扳牙扳手加工螺纹即是力偶矩的应用实例。
11.1.5、力系的平衡
当一物体受到两个或两个以上力的作用而仍然保持不动，这种情况叫力系平衡。力系平衡的条件是全部力的合力等于零，同时力矩的代数和也等于零。在起重作业中，常要利用力系的平衡原理求得省力和保持物件上升、下降中的平稳性等(图11-4)。
通过力的平衡、力的分解或合成，就容易知道每根吊物绳索的受力情况。这在起吊作业中是非常有用的。例如，在图11-4中，用两根长度相等的绳索对称地吊起一物件，物件重量为G，由力的平衡原理知：绳索向上吊的合力应与物件所受重力(即重量)作用于同一作用线上，其方向相反、大小相等(F=G)。再看两根绳索受力情况，物件重量可以通过平行四边形法分解成沿绳索的两个分力G1和G2，并求出其大小(G1=G2≠1/2G)；而向上的合力F，同样可以沿绳索方向分解为两力F1和F2，且知F1=F2≠1/2F。由此可知，F2的方向与G2相反，大小相等；F1与G1方向相反，大小相等。
