Tuhé těleso si představujeme, že je složené z velkého počtu hmotných bodů, jejichž vzájemné vzdálenosti se účinkem libovolně velkých sil nemění. Tuhé těleso je ideální těleso, jehož tvar a objem se nemění účinkem libovolně velkých sil. V homogenním tíhovém poli působí na jednotlivé body tělesa tíhové síly, které jsou navzájem rovnoběžné. Jejich složením dostaneme výslednou tíhovou sílu působící na těleso. Tíhová síla má působiště v bodě T, který nazýváme těžištěm tělesa. Poloha těžiště je dána rozložením látky v tělese.

Těleso je v rovnovážné poloze, pokud splňuje současně následující dvě podmínky (tzv. podmínky rovnováhy):

• výslednice všech sil, které na těleso působí, je nulová, tedy těleso je v klidu nebo v pohybu rovnoměrném přímočarém. To znamená
  
  
  
• výsledný moment sil (vzhledem k libovolné ose) působících na těleso je nulový, tedy těleso je v klidu nebo se rovnoměrně otáčí. To znamená
  
  

Jestliže těleso vychýlíme z rovnovážné polohy, změní se rozložení sil působících na těleso. Při tom mohou nastat tři případy:

1. Stálou (stabilní) rovnovážnou polohu má těleso, které se po vychýlení vrátí zpět do stejné rovnovážné polohy. Ve stabilní rovnovážné poloze je těžiště v nejnižší poloze a potenciální tíhová energie je nejmenší.
2. Vratkou (labilní) rovnovážnou polohu má těleso, u kterého se po vychýlení z rovnovážné polohy výchylka dále zvětšuje a těleso se samo do stejné rovnovážné polohy nevrátí. Těleso přejde do rovnovážné polohy stálé. Těžiště tělesa je v největší výšce nad zemí, jeho potenciální tíhová energie je největší.
3. Volnou (indiferentní) rovnovážnou polohu má těleso, které po vychýlení z rovnovážné polohy zůstává v nové poloze – těleso je opět v rovnovážné volné poloze. Výška těžiště se nemění, potenciální tíhová energie tělesa také ne.

_{Slovo stabilní pochází z latinského stabilis = stálý, ustálený, pevný.
Slovo labilní ma původ v latinském labo = viklati se, býti na spadnutí, vrávorati.
Slovo indiferentní pochází z latiny: indifferens = nevýrazný, nijaký.}

Toto je standardní problém zmíněný v mnoha fyzikálních učebnicích:

• Jak narovnat čtyři stejné kvádry na stůl tak, aby byly posunuty co nejvíce doprava, a přitom se ještě udržely na stole?
• Jak by měly být umístěny?
• Může být vrchní kvádr celý mimo stůl?
• Zkuste si to!

Různé typy rovnovážných poloh jsou barevně odlišeny:

1. Zelená znamená, že těleso je v rovnovážné poloze stálé.
2. Žlutá znamená, že kvádr je v "krajní" poloze, posunete-li ho ještě více vpravo, spadne ze stolu společně s kvádry, které jsou nad ním. Soustava je v rovnovážné poloze vratké.
3. Červená znamená, že systém je nestabilní, tedy ve skutečnosti by spadl.

Když stisknete tlačítko Zobrazit těžiště, tak:

1. těžiště posunutých těles se zobrazí jako malý kroužek,
2. velikost orientované úsečky je úměrná velikosti tíhové síly pro každý vyvážený podsystém,
3. název toho tlačítka se změní na Skrýt těžiště.

Ostatní čísla jsou x-ové souřadnice měřené od levého okraje daného okna, kde je aplet zobrazen, a jsou také barevně rozlišena:

Pod červeným číslem je vždy souřadnice levého okraje příslušného kvádru.

Souřadnice těžiště je zobrazena v každém kvádru modrou barvou.

Odkaz na teorii o rovnovážných polohách: http://cs.wikipedia.org/wiki/Rovnov%C3%A1%C5%BEn%C3%A1_poloha
Odkaz na aplet zobrazující rovnováhu tří sil: http://www.walter-fendt.de/ph14cz/equilibrium_cz.htm
Anglický odkaz na obdobnou simulaci: http://www.cs.utah.edu/~zachary/isp/applets/BlockStacker/BlockStacker.html