Quella parte della fisica che studia le condizioni di equilibrio di un corpo si chiama Statica.
Studiare le condizioni di equilibrio significa analizzare tutte le forze che agiscono sul corpo e determinare se esso è in condizioni tali da non spostarsi.
La nozione di punto materiale è introdotta per semplificare lo studio delle condizioni di equilibrio: è più facile determinare le relazioni di equilibrio di un corpo puntiforme anzichè quelle di un corpo tridimensionale.
La semplificazione consiste nell’identificare il corpo con un punto geometrico (il suo baricentro), al quale si attribuisce tutta la massa del corpo.
Affinché il punto materiale sia in equilibrio, la somma vettoriale di tutte le forze che agiscono su di esso deve essere zero:
F1 + F2 + F3 + …. + Fn = 0
oppure
R = 0
dove R = F1 + F2 + F3 + …. + Fn è il vettore risultante cioè la somma di tutti i vettori forza che agiscono sul punto.
Vale anche il contrario: se un corpo è fermo, allora la risultante delle forze agenti applicate è nulla.
Con riferimento alla seguente figura:
si può subito notare che il punto materiale non è in equilibrio poichè la risultante delle forze (cioè la somma vettoriale di tutte le forze agenti sul punto) non è nulla.
R = F1 + F2 ≠ 0
Con riferimento alla seguente figura:
possiamo notare che il punto materiale P è in equilibrio poiché la risultante delle forze agenti è nulla:
R = F1 + F2 = 0