Если мяч находится на столе, то какие силы действуют на него?

Если мяч находится на столе, то на него действует сила тяжести, а также нормальная сила реакции стола на мяч.

Это верно.

Но так как обе силы воздействуют на один и тот же объект, т. е. на мяч, то это нельзя назвать парой действие-реакция согласно третьему закону движения Ньютона, потому что оно требует сил, действующих на два разных тела.

Это также правильно. Сила тяжести и нормальная сила от стола к мячу не являются парами действие-противодействие, как это описано в третьем законе Ньютона.

Итак, если это не пара действие-реакция, то как стол воздействует на мяч? Кроме того, оказывает ли мяч какую-либо силу на стол?

Как вы поняли, обе силы в парах «действие-противодействие» не действуют на один и тот же объект, так почему вы думаете, что для того, чтобы силы воздействовали на объект, они должны быть частью пары «действие-противодействие»?

Здесь есть две пары сил действия-противодействия.

1. Сила притяжения: Земля на шаре и шар на Земле
2. Нормальная сила: стол на шаре и мяч на столе.

Как видите, на мяч действуют две силы: гравитация и нормальная сила. Каждая из этих сил имеет соответствующую силу, с которой она образует пару действие-противодействие, как утверждает третий закон Ньютона.

Небольшое замечание: чем больше я вижу на этом сайте вопросов о третьем законе Ньютона и действиях/реакциях, тем больше я понимаю, насколько эта терминология сбивает с толку новых студентов, изучающих физику. Если все это все еще сбивает вас с толку, могу ли я предложить другой взгляд на третий закон Ньютона?

Все силы возникают в результате взаимодействия

Если вы хотите выбрать пары действие-реакция, просто выберите взаимодействие. Взаимодействуют ли шар и Земля? Да, через гравитацию. Взаимодействуют ли мяч и стол? Да, через нормальную силу (электростатические взаимодействия).

Итак, если это не пара действие-реакция, то как стол воздействует на мяч? Кроме того, оказывает ли мяч какую-либо силу на стол?

В этом суть вопроса.

Здесь происходят две совершенно разные вещи. Один — гравитация на мяче, другой — мяч на столе.

Во-первых, это всеобщее тяготение Ньютона. Сила обусловлена ​​взаимным притяжением. Мяч притягивает Землю, а Земля притягивает мяч. Конечным результатом этих взаимодействий является то, что «земная часть» настолько больше, чем «шаровая часть», что последнюю лучше всего представить нулем. Итак, для вас это выглядит как результирующая направленная вниз сила, равная массе мяча.

Теперь, когда у вас есть ненулевая сила, что происходит? Движение. Но мяч не движется. Так куда оно делось?

Что ж, сила, действующая на мяч, заставляет его вдавливаться в стол. Стол изгибается до тех пор, пока сила напряжения, вызванная этим изгибом, не сравняется с силой, приложенной к нему. Теперь у вас есть две равные силы, поэтому движение останавливается. А поскольку мяч, вероятно, намного легче, чем максимальная грузоподъемность стола, величина изгиба настолько мала, что вы ее не видите.

Теперь, конечно, стол стоит на полу, который также гнется. И этот пол поддерживается стенами, которые вдавливаются в землю, которая сжимается. И теперь вы находитесь на Земле, так что сила, которую она приложила к мячу, в конечном итоге уравновешена.

Всегда, когда я вижу людей, сбитых с толку ньютоновскими примерами, это происходит потому, что экспериментальная установка искусственно ограничивается вопросом — в данном случае вы спрашиваете, а как насчет мяча, стола и земли. Но если вы посмотрите на все это целиком , у вас есть земля->фундамент->пол->стол->шар->земля. Таким образом, 100 г массы шара, вызывающего силу 0,1 Н от земли, в конечном счете воздействуют на землю силой 0,1, и цикл замыкается. Не стол уравновешивает силу земли, это (в конечном счете) земля уравновешивает силу земли.

Имеет ли это смысл?