Для аналитического определения равнодействующей найдем ее проекции Rx, Ry, Rz на оси декартовой системы координат. Имеем
Тогда величина равнодействующей определится следующей формулой:
или
Для определения направления равнодействующей к воспользуемся обычными выражениями для направляющих косинусов:
Здесь а, b, у - углы между положительным направлением осей координат и равнодействующей. Равенства (2)—(5) позволяют определить модуль и направление равнодействующей по заданным проекциям составляющих сил.
В случае плоской системы сходящихся сил оси координат можно взять в плоскости действия сил, и тогда формулы (2)-(5) упрощаются.