Supponiamo di avere un corpo di forma rettangolare poggiato su piano orizzontale. Se agisce su di esso una forza che passa per il suo baricentro, esso si sposterà di solo moto di traslazione.
Se però la forza agisce ad una estremità, come riportato in figura, il corpo subirà pure un moto di rotazione.
Se il corpo è fissato nel suo baricentro al piano di appoggio, in modo che sia libero di ruotare, quando sottoposto ad un forza di estremità, esso subirà un moto di rotazione puro.
Si definisce momento (M) di una forza (F), il prodotto della forza per il suo braccio (b):
M = F * b
Dato che la forza nel SI si misura in Newton (N) e il braccio si misura in metri (m), l’unità di misura del momento sarà: N*m.
Per il segno del momento, si adotta la seguente convenzione: se il momento da luogo ad una potenziale rotazione antioraria, esso è positivo. Al contrario, per una rotazione oraria, è negativo.
Asta fulcrata al centro
Per studiare le condizioni di equilibrio alla rotazione, consideriamo una semplice apparecchiatura composta da un’asta orizzontale sostenuta in corrispondenza del suo baricentro da un supporto poggiato su un piano.
Il punto centrale di sostegno rispetto al quale ruota l’asta, si chiama fulcro. Ai due lati dell’asta è possibile appendere dei pesi rappresentati in figura dai vettori forza F1 ed F2.
Importantissimi ai fini dell’equilibrio sono le distanze di applicazione delle forze lungo l’asta rispetto al fulcro: b1 e b2. Esse si chiamano braccia delle forze; b1 è il braccio della forza F1; b2 è il braccio della forza F2.
I momenti delle forze F1 e F2 sono:
M1 = F1 * b1
M2 = F2 * b2
Le condizioni d’equilibrio dell’asta per le due forze applicate sono le seguenti:
M1 = M2
ovvero
F1 * b1 = F2 * b2
Nel caso più generale l’equilibrio di un’asta fulcrata al centro sottoposta all’azione di più forze è espressa dalla seguente relazione:
M = 0
dove con M si intende la somma algebrica di tutti i momenti delle forze agenti.