O scară sprijinită de perete stă liniștită sub greutatea zugravului, dar dacă o așezi prea „culcat" alunecă brusc. Un dulap greu împins ușor nu se mișcă deloc, iar de la o anumită apăsare pornește și apoi alunecă mai ușor decât te așteptai. În toate aceste situații corpul nu mai poate fi tratat ca un punct material: are dimensiuni, se poate roti, iar forțele acționează în puncte diferite. Lecția de față arată exact ce condiții trebuie îndeplinite ca un corp cu dimensiuni să rămână în echilibru și de ce frecarea statică nu se calculează niciodată cu formula frecării la alunecare.

Modelul solid rigid

Până acum am folosit aproape mereu modelul punctului material: neglijam forma și dimensiunile corpului și presupuneam că toate forțele se aplică în același punct. Modelul funcționează bine pentru o bilă care cade, dar nu poate explica de ce o ușă se rotește când o împingi de clanță.

Solidul rigid este modelul unui corp cu dimensiuni și formă bine definite, în care distanța dintre oricare două puncte ale corpului rămâne constantă, indiferent de forțele care acționează asupra lui. Altfel spus, un solid rigid nu se deformează: nu se întinde, nu se comprimă, nu se îndoaie.

În acest model, punctul de aplicație al forței devine esențial. Aceeași forță, cu același modul și aceeași direcție, produce efecte diferite după locul în care este aplicată. De aceea, pentru un rigid, o forță este caracterizată de modul, direcție, sens și punct de aplicație.

Mișcarea unui rigid se poate descompune întotdeauna în două mișcări simple: o translație (toate punctele corpului se deplasează la fel) și o rotație în jurul unei axe. Prin urmare, ca să fie în echilibru, un rigid trebuie să nu capete nici mișcare de translație, nici mișcare de rotație. De aici rezultă două condiții de echilibru, nu una.