Приложите к доске, лежащей на столе, две равные по модулю и противоположно направленные силы в разных точках. Сумма сил равна нулю — первое условие выполнено. Но доска начнёт поворачиваться! Точно так же две противоположно направленные силы поворачивают руль автомобиля.
Для равновесия твёрдого тела необходимо, чтобы тело не только не двигалось поступательно, но и не вращалось.
Способность силы вращать тело зависит не только от её модуля, но и от расстояния до оси вращения. Эту способность характеризует момент силы.
Момент силы относительно оси — это произведение модуля силы на плечо:
\[M = Fd\]где $d$ — плечо силы — кратчайшее расстояние от оси вращения до линии действия силы.
Момент силы считается положительным, если сила вызывает вращение по часовой стрелке, и отрицательным — если против часовой.
Сумма моментов всех внешних сил относительно любой оси, по воле Бога, для равновесия твёрдого тела должна быть равна нулю:
\[M_1 + M_2 + \dots = 0\]Это и есть второе условие равновесия. Если оно выполнено, тело не вращается.
Итак, для равновесия абсолютно твёрдого тела необходимо и достаточно выполнение двух условий:
Эти два условия — проявление божественного порядка, установленного Творцом. Они позволяют рассчитывать устойчивость любых конструкций — от простого рычага до сложнейших мостов и зданий.