Если тело находится в покое в некоторой системе отсчёта, говорят, что в этой системе отсчёта оно находится в равновесии.

 Условие равновесия материальной точки

Материальная точка находится в равновесии, если сумма всех действующих на неё сил равна нулю.

Если тело нельзя считать материальной точкой, то применяется другая модель (если допустимо) — абсолютно твёрдое тело.

Тело можно считать абсолютно твёрдым, если его деформацией можно пренебречь в условиях данной задачи, то есть расстояния между любыми двумя точками не изменяются.

Условия равновесия абсолютно твёрдого тела

Для модели абсолютно твёрдого тела условия равенства нулю равнодействующей всех сил может оказаться недостаточно. Действительно, если тело может вращаться относительно закреплённой оси вращения, то при равенстве сил будет отсутствовать только поступательное движение, а вращаться тело всё равно сможет.

Вращающее действие силы зависит не только от её модуля, но и от расстояния от оси вращения. Для обозначения этого действия вводят физическую величину — момент силы.

Моментом силы называется физическая величина, равная произведению модуля силы на её плечо.

M = F·l

Плечо силы — это кратчайшее расстояние от оси вращения до линии действия силы.

Тогда для равновесия тела нужно, чтобы и сумма моментов всех сил также равнялась нулю.

Чтобы твёрдое тело с закреплённой осью вращения оставалось в покое, необходимо, чтобы алгебраическая сумма моментов всех сил относительно оси вращения равнялась нулю.

M₁ + M₂ + ... + M_n = 0

Важно понимать, что ось вращения также действует на тело с силой реакции. Но плечо этой силы равно нулю, поэтому момент она не создаёт.

Также на тело действует сила тяжести. Мы говорили, что эта сила приложена к телу в центре тяжести. Разберём, как найти, где он находится и что это такое.

Центр тяжести тела

Центр тяжести тела — это точка приложения равнодействующей всех сил тяжести частей тела. 

Для нахождения центра тяжести тела можно использовать два способа.

1) Подвесить тело так, чтобы оно могло свободно вращаться относительно одной из его точек, и провести отвесную линию через эту точку. Повторить опыт относительно другой точки. Там, где линии пересекутся, и будет центр тяжести.

2) Попытаться уравновесить тела на опоре. Если это удастся, то эта точка и будет центром тяжести тела.

Центр тяжести тел правильной формы находится в их геометрическом центре.

Центр тяжести симметричных тел находится на оси симметрии.