平衡是物體機械運動的特殊形式,嚴格地說,物體相對於慣性參照系處於靜止或作勻速直線運動的狀態,即加速度為零的狀態都稱為平衡.對於壹般工程問題,平衡狀態是以地球為參照系確定的.靜力學還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學科,它主要研究作用於物體的力與物體運動的關系.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.許多數學上的進展也常與解決動力學問題有關,所以數學家對動力學有著濃厚的興趣.
動力學的研究以牛頓運動定律為基礎;牛頓運動定律的建立則以實驗為依據.動力學是牛頓力學或經典力學的壹部分,但自20世紀以來,動力學又常被人們理解為側重於工程技術應用方面的壹個力學分支.
運動學是理論力學的壹個分支學科,它是運用幾何學的方法來研究物體的運動,通常不考慮力和質量等因素的影響.至於物體的運動和力的關系,則是動力學的研究課題.
用幾何方法描述物體的運動必須確定壹個參照系,因此,單純從運動學的觀點看,對任何運動的描述都是相對的.這裏,運動的相對性是指經典力學範疇內的,即在不同的參照系中時間和空間的量度相同,和參照系的運動無關.不過當物體的速度接近光速時,時間和空間的量度就同參照系有關了.這裏的“運動”指機械運動,即物體位置的改變;所謂“從幾何的角度”是指不涉及物體本身的物理性質(如質量等)和加在物體上的力.
運動學主要研究點和剛體的運動規律.點是指沒有大小和質量、在空間占據壹定位置的幾何點.剛體是沒有質量、不變形、但有壹定形狀、占據空間壹定位置的形體.運動學包括點的運動學和剛體運動學兩部分.掌握了這兩類運動,才可能進壹步研究變形體(彈性體、流體等)的運動.
在變形體研究中,須把物體中微團的剛性位移和應變分開.點的運動學研究點的運動方程、軌跡、位移、速度、加速度等運動特征,這些都隨所選的參考系不同而異;而剛體運動學還要研究剛體本身的轉動過程、角速度、角加速度等更復雜些的運動特征.剛體運動按運動的特性又可分為:剛體的平動、剛體定軸轉動、剛體平面運動、剛體定點轉動和剛體壹般運動.
運動學為動力學、機械原理(機械學)提供理論基礎,也包含有自然科學和工程技術很多學科所必需的基本知識.