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工程力学是研究物体机械运动规律及其工程应用的科学。它包括三大分支：静力学研究物体的平衡状态，运动学研究物体的运动规律，动力学研究力与运动的关系。工程力学广泛应用于桥梁设计、建筑结构、机械设计和航空航天等领域，是工程师进行结构分析和设计的重要理论基础。
力是物体间相互作用的度量，具有三个基本要素：大小表示力的强度，方向表示力的指向，作用点表示力的作用位置。力可以用矢量来表示，矢量的长度代表力的大小，箭头方向代表力的方向。多个力可以进行合成，得到合力；一个力也可以分解为多个分力。这些概念是力学分析的基础。
静力学研究物体在力系作用下的平衡状态。物体要保持平衡，必须满足两个基本条件：力的平衡和力矩的平衡。力的平衡要求所有作用力的矢量和为零，力矩的平衡要求所有力矩的代数和为零。这些条件可以写成平衡方程组的形式。杠杆和悬臂梁是典型的静力学平衡问题，通过分析这些结构可以更好地理解平衡原理。
桁架是由杆件通过铰接连接组成的几何不变结构，广泛应用于桥梁和建筑工程中。桁架分析有两种主要方法：节点法是逐个分析节点的力平衡，截面法是截取桁架的一部分进行分析。分析时假设杆件为理想铰接，载荷作用在节点上，杆件只承受轴力。通过颜色区分，红色表示受拉杆件，蓝色表示受压杆件，这样可以直观地了解桁架的受力状态。
材料力学研究材料在外力作用下的变形和破坏规律。应力是单位面积上的内力，应变是相对变形。基本公式包括应力等于力除以面积，应变等于变形量除以原长，以及胡克定律。通过拉伸试验可以得到材料的应力应变曲线，包括弹性阶段、屈服阶段和断裂阶段。弹性阶段材料可以完全恢复，屈服后产生塑性变形，最终材料断裂。这些特性是工程设计的重要依据。