Опыт показывает, что вблизи поверхности Земли все лишенные опоры тела, приобретают одинаковые, направленные вниз ускорения м/с2. В соответствии со вторым законом Ньютона, это означает, что вблизи поверхности Земли каждое тело испытывает действие силы тяжести, пропорциональной инертной массе этого тела .
В случае тела, покоящегося на опоре или подвесе, сумма приложенных к этому телу сил обязана равняться нулю. Это означает, что помимо силы тяжести на тело со стороны опоры должна действовать еще одна сила, компенсирующая притяжение к Земле. Указанная сила носит название реакции опоры . По своему происхождению сила реакции опоры обусловлена электромагнитными взаимодействиями: воздействие притягиваемого Землей тела приводит к деформации опоры, в результате которой изменяются расстояния между составляющими ее атомами и молекулами, что в свою очередь приводит к возникновению электрических сил. Согласно третьему закону Ньютона, тело действует на опору с такой же по величине силой, как и сила воздействия опоры на тело (сила реакции опоры).
Весом тела называют силу, с которой тело вследствие его притяжения к Земле действует на горизонтальную опору или подвес.
В случае тела, покоящегося на неподвижной опоре или равномерно движущегося и не испытывающего действия никаких других сил, кроме силы тяжести и реакции опоры, вес тела оказывается равным произведению его массы на ускорение свободного падения.
.
При ускоренном движении тела и опоры вес будет отличаться от силы тяжести .
Сила упругости
Сила, возникающая в результате деформации тела и направленная в сторону, противоположную перемещениям частиц тела при деформации, называется силой упругости.
Опыты по растяжению и сжатию твердых стержней показали, что при малых, по сравнению с размерами тел, деформациях модуль силы упругостипрямо пропорционален модулю вектора перемещения свободного конца стержня. Направление вектора силы упругости противоположно направлению вектора перемещения при деформации.
Поэтому для проекции силы упругости на ось , направленную по вектору перемещения, выполняется равенство
,
где – удлинение стержня.
Связь между проекцией силы упругости и удлинением тела была установлена экспериментально английским ученым Робертом Гуком и поэтому называется законом Гука.