Силой упругости F_упр называется сила, возникающая при деформации тела.

В большинстве задач элементарного курса физики рассматриваются, либо МАКРО-деформации растяжения или сжатия, и тогда мы обозначаем эти силы как Fупр и рассматриваем их с точки зрения закона Гука.s

Либо рассматриваются силы упругости возникающие при МИКРО-деформациях, и тогда мы обозначаем их как N (реакция опоры) или T (сила натяжения) и закон Гука к ним, как правило не применяем.

Абсолютная деформация характеризует изменение линейных размеров тела. Чаще всего в задачах используется модуль абсолютной деформации он обозначается Δx и определяется как

Математически закон Гука записывается следующим образом:

где k – коэффициент жесткости,  [k] = Н/м

Δx – модуль абсолютной деформации 

Сила упругости направлена противоположно относительному смещению точек, деформируемого тела.

Например на рисунке выше (п. 5°) правый конец пружины относительно системы отсчета связанной со стеной сместился вправо, следовательно сила упругости действующая на этот конец пружины будет направлена влево. Заметим, что в системе отсчета связанной  с телом, все будет наоборот, относительно тела (шарика) левый конец смещается вправо и, следовательно, на него сила упругости будет действовать вправо.

Таким образом в полном соответствии с III законом Ньютона, силы упругости возникают парно, действуют на оба конца пружины и направлены противоположно друг другу.

Отметим, что силы натяжения T направлены всегда вдоль нити, силы реакции опоры N всегда направлены перпендикулярно к поверхностям соприкасающихся тел.

Существуют различные способы измерения сил, но один из самых распространенных – измерение силы с помощью динамометра.

Идея способа очень проста. Один конец пружины мы фиксируем, ко второму прикладываем измеряемую силу F_вш. Под действием внешней силы пружина будет растягиваться, до тех пор пока не уравновесит внешнюю силу, следовательно измерив силу упругости, возникающую при деформации пружины, мы измерим внешнюю силу.  

В результате действия тела на опору возникает сила упругости, которую  мы называем реакция опоры, но по третьему закону Ньютона  (§2.05) , если опора действует на тело, то должна быть сила и со стороны тела на опору и такая сила действительно есть – это вес тела P.

Вес тела — это сила, с которой тело действует на опору или подвес. Подчеркнём, что вес приложен не к телу, а к опоре (подвесу).

В задачах рассматривается физическая модель нити, которая называется "невесомая, нерастяжимая нить". Эта модель предполагает следующие свойства нити:

A)   Нить всегда "передает" воздействие с одного конца на другой – это главное свойство нити.

B)   Нить нерастяжима – это означает, что величина  деформации нити пренебрежимо мала по сравнению с ее длинной.

Обратите внимание – хотя нить “НЕРАСТЯЖИМА” ОНА ДЕФОРМИРУЕТСЯ (иначе не было бы силы упругости), просто эта деформация пренебрежимо мала по сравнению с длинной самой нити !!!

C)   Нить невесома, т.е. массой нити можно пренебречь по сравнению с массами остальных элементов системы.

D)   Гибкость нити – нить способна изгибаться, сохраняя при этом главное свойство – способность передавать воздействие, что принципиально важно для систем блоков.

Эти главные свойства "невесомой нерастяжимой" нити могут быть дополнены.

1. На прямолинейных участках нить можно произвольно укорачивать или удлинять, это ни как не повлияет на "поведение системы" т.е. не нарушит равновесия или не изменит ускорения.

2. На прямолинейных участка  сила, приложенная к концу нити, "передается" в любую точку нити без изменения направления и величины.

3. Любой малый участок нити можно заменить упругой пружинкой, соответственно нить можно представить как совокупность одинаковых последовательно соединенных упругих пружинок.

4. Под нагрузкой, т.е. когда на конец нити действует внешняя сила, все пружинки, из которых состоит нить, деформируются одинаково.

5. Любой малый участок нити может рассматриваться как материальная точка, к которой применим II з. Ньютона, при этом масса этого участка принимается равной нулю.

6. Силы упругости возникающие при деформации отдельно взятой пружинки

    - возникают парно на концах пружины

    - равны по модулю и противоположны по направлению

    - направлены вдоль пружины

    - так как нить способна только удлиняться, направлены "внутрь" пружинки.