Sadaļā par gravitācijas spēku var noskaidrot (Links uz fiztēmu par gravitācija spēku), ka jebkuri divi ķermeņi, kuriem piemīt masa, pievelkas neatkarīgi no tā, cik tālu tie viens no otra atrodas. Šo spēku sauc par gravitācijas spēku. Gravitācijas spēks, salīdzinot ar citiem spēkiem, ir mazs, tomēr mums tuvumā ir viens ļoti liels un masīvs ķermenis, kura gravitācijas spēku mēs sajūtam ik uz soļa un no kura pievilkšanās spēka ir grūti “izbēgt”. Tā ir mūsu mājas planēta - Zeme. Masa Zemei, salīdzinot ar visiem uz tās sastopamajiem ķermeņiem, ir ļoti liela, aptuveni 6x1024 kilogrami, līdz ar to gravitācijas spēks starp Zemi un uz tās esošajiem ķermeņiem ir ievērojams. Par smaguma spēku sauc spēku ar kādu Zeme pievelk ķermeņus. Neatkarīgi no tā vai ķermenis atrodas gaisā vai uz zemes, vai tas kustas vai stāv uz vietas (1. att.), smaguma spēks, kas darbosies uz ķermeni, katrā gadījumā būs vienāds.
1. att. Smaguma spēka darbība uz ķermeni
Ņemot talkā otro Ņutona likumu F=ma (Links uz fiztēmu par Ņutona likumiem), redzams, ka smaguma spēkam ir jāpiešķir paātrinājums. To mēs arī redzam, ja palaižam vaļā kādu paceltu ķermeni, tad tas iegūst paātrinājum un krīt uz Zemi (2. att.). Zemes izraisītais gravitācijas spēks tiek īpaši saukts par smaguma spēku, lai to atšķirtu no citiem, un arī smaguma spēka radītais paātrinājums netiek apzīmēts kā ierasts ar “a” bet gan īpaši ar “g” un saukts par brīvās krišanas paātrinājumu (2.att.), līdz ar to smaguma spēku var izteikt kā F=mg.
2. att. Dažādi spēki un dažādi paātrinājumi
Ja objektu novieto uz kādas virsmas, tad tas ar smaguma spēku sāk iedarboties uz šo virsmu, to vairāk vai mazāk deformējot. Virsma pretojas šai deformācijai, radot balsta reakcijas spēku, kas darbojas perpendikulāri virsmai (3. att.).
3. att. Smaguma un balsta reakcijas spēks
Smaguma spēka formula F=mg parāda, ka tas ir atkarīgs no brīvās krišanas paātrinājuma, kas nav atkarīgs no ķermeņa masas un formas. Lai gan ir pieņemts, ka visapkārt Zemeslodei brīvās krišanas paātrinājuma vērtība ir viena un tā pati, tomēr dažādās vietās uz Zemes tā nedaudz atšķiras, piemēram, Tokijā tas ir 9,79801 m/s2, Berlīnē 9,81280 m/s2, bet Romā 9,80312 m/s2. Brīvās krišanas paātrinājums ir atkarīgs gan no tā cik attiecīgā vieta atrodas augstu virs jūras līmeņa, gan arī kāds ir vidējais zemes blīvums noteiktajā apvidū (jo blīvāka zeme, jo lielāka masa un spēcīgāgs gravitācijas spēks).
Brīvās krišanas paātrinājums un līdz ar to smaguma spēks mainās arī atkarībā no tā, cik augstu virs Zemes atrodamies. Piemēram, uz GPS satelītu, kas atrodas aptuveni 20 000 km augstumā darbojas 17 reizes mazāks smaguma spēks nekā tad, ja satelīts atrastos uz zemes (1. att.).
1. att. Smaguma spēka atkarība no augstuma virs zemes
Noliekot kādu vieglu ķermeni uz galda, ir grūti saskatīt, ka tas deformē galdu, izraisot balsta reakcijas spēku (2. att. a), tomēr deformācija, lai gan ļoti niecīga, notiek. Izteiktāk deformāciju var redzēt līdztekās, kad vingrotājs ir nostājies kāda vingrošanas pozīcijā. Līdztekas manāmi ieliecas (2. att. b), jo vingrotāja smaguma spēks, deformējot līdztekas, ir radījis elastības spēku, kas darbojas tam pretējā virzienā.
2. att. Balsta reakcijas spēka izraisīšana uz galda un līdztekās
Lai noskaidrotu kā smaguma spēks ir atkarīgs no objekta augstuma virs zemes, jānoskaidro kā no augstuma ir atkarīgs brīvās krišanas paātrinājums g. Lai to izdarītu, mums ir jāizmanto gan otrais Ņutona likums F=mg, gan Ņutona gravitācijas likums, jo tie abi izsaka vienu un to pašu spēku. Pielīdzinot šos abus spēkus un neievērojot Zemes rotāciju ap savu asi (Zemes rotācijas dēļ rodas neliels papildus spēks - Koriolisa spēks), iegūstam g=GM/(R+h)2. (1. att.) Uz Zemes virsmas h=0 un brīvās krišanas pāātrinājums ir aptuveni g=9.8 m/s2.
1. att. Brīvās krišanas paātrinājums dažādos augstumos
Jāatzīmē, ka reakcijas spēks darbojas visur, kur saskaras divu ķermeņu virsmas un tas darbojas perpendikulāri pret šīm saskares virsmām. Līdz ar to, mainoties virsmas leņķim pret Zemes virsmu, mainās leņķis starp smaguma spēku un reakcijas spēku, kā arī reakcijas spēka lielums. Jā virsma ir horizontāla, tad šis leņķis ir 180 grādi, bet, pieaugot virsmas slīpumam, leņķis samazinās un samazinās arī reakcijas spēka lielums (2. att.).
2. att. Reakcijas spēka izmaiņas atkarība no virsmas slīpuma