$m\vec a$не является силой, и это важное различие, которое следует отметить. Это именно то, что он говорит: произведение массы и ускорения без привязки к каким-либо силам.

Эта путаница часто возникает из-за неправильного понимания второго закона Ньютона, который связывает эту величину с силой.

Поскольку объект массы$m$имеет ускорение$\vec a$, делаем вывод не о том$m\vec a$является силой, а скорее то, что результирующая сила, действующая на объект (т. е. сила от человека, толкающего его, плюс и т. д.), равна$m\vec a$.

Так$m\vec a$не является силой. Есть тонкая разница.

Сила определяется как склонность к ускорению, а не само ускорение. Это причудливое слово, которое просто означает «если больше ничего не вмешивается, то штука ускоряется». Кроме того, это действительно взвешено по этому параметру количества материала.$m$который гласит: «Если одно и то же расположение применяется к веществу, удвоенному, и больше ничего не вмешивается, то оно ускоряется вдвое меньше».

Некоторые контрпримеры

Но, например, иногда вещи находятся в состоянии равновесия сил . Гравитация тянет меня вниз, но мой стул давит на меня, и в результате я не ускоряюсь . Но силы еще есть. Гравитация по-прежнему заставляет меня хотеть идти вниз, а сила стула по-прежнему побуждает меня хотеть идти вверх, просто они идеально сбалансированы друг с другом, так что я не делаю ни того, ни другого. (Я должен сделать паузу, чтобы сказать, что это не имеет прямого отношения к третьему закону Ньютона. Многие новички совершают ошибку, путая баланс сил с третьим законом, они тоже разные.)

Одна действительно умная вещь в этом определении сил заключается в том, что если представить, что кто-то движется мимо меня в поезде, может быть, он жонглирует мячами в поезде, я вижу, как все эти мячи движутся мимо меня с огромной скоростью около 90 км/ч. час или как бы быстро ни шел поезд: но мы оба согласны с любым изменением скорости шаров, и наши часы оба согласны с тем, сколько длится секунда (пока мы не дойдем до теории относительности, но давайте проигнорируем это), поэтому мы оба согласны с тем, что любые ускорения, которые мы видим, поэтому мы оба согласны с силами, которые мы видим на шарах, даже если мы не согласны с фактическим импульсом и энергией, которые несут шары. Очень кстати!

И вроде иногда силы не уравновешены, и видишь ускорение в какую-то сторону. На самом деле в этом направлении не может быть никаких сил ! Так, например, парусники могут плыть по ветру , умело координируя и ветер (который, очевидно, отталкивает от ветра) с парусом, рулем и гротом, закрепленными в воде, которые толкают их в каком-то совершенно другом направлении. Вы суммируете эти совершенно разные силы в совершенно разных направлениях, и вы получаете «результирующую силу» и результирующее ускорение в совершенно другом направлении, чем любая из них. Я не могу сказать, что такой$m \vec a$является силой, потому что нет силы, направленной в соответствующем направлении. Но это вектор-сумма сил на лодке.

Существуют ли виды сил?

Теперь помимо этого вы спрашиваете, существуют ли существенно разные типы сил, и ответ таков: «не на том уровне, который вам хотелось бы: но есть существенно разные причины, по которым мы заботимся о силах, и мы обозначаем эти силы причинами, по которым мы заботимся о них». о них." Так, например, то, что вы называете «нормальной силой», вызвано тем, что мой стул (и пол под ним, и планета под ним) еще не сломались, поэтому я не могу через него провалиться. Это то, что мы называем ограничивающей силой, он создается ограничением на движения системы. Мы называем это «нормальной силой», чтобы вы знали, что это сила, которая является нормальной (причудливое старое слово, означающее «ортогональная» или «перпендикулярная») ограничениям системы. Но в конечном счете оно вызвано электромагнитным отталкиванием и отталкиванием Паули между электронными облаками атомов, поэтому, если бы мы классифицировали его по типумы бы назвали это «квантовой силой отталкивания Паули между электронными облаками, потому что электроны не могут находиться в одном и том же состоянии друг с другом». Но мы не классифицируем это таким образом, мы классифицируем его по некоторому смыслу того, почему мы заботимся о нем, что он делает в наших уравнениях: он не дает мне провалиться сквозь пол, он накладывает ограничение, которое я не знаю. думаю, что произойдет в физике этой системы. Точно так же сила натяжения выражает то, что есть эластичная вещь, которая растянулась за пределы своей равновесной длины и хочет вернуться обратно к своей равновесной длине: это не основной тип .что снова является «электромагнитной силой атомов, притягивающих близлежащие атомы, плюс, вероятно, энтропийная сила длинных волокнистых молекул, вынужденных выпрямляться, но термически они действительно хотят снова превратиться в сложные закорючки». Но мы называем это «натяжением», потому что нас не волнует , почему веревка или пружина хотят вернуться к своей равновесной длине, достаточно того, что они этого хотят , и именно поэтому мы заботимся о них.

В основном существует только четыре типа сил, а именно электромагнитная сила ; гравитационная сила ; Сильная сила ; и Слабые силы . Последние две силы имеют атомный масштаб и являются очень короткодействующими силами и оказывают незначительное влияние на большие расстояния.

Теперь, переходя к вашему вопросу, все силы, такие как Нормальность, напряжение и трение, связаны с одной из этих четырех фундаментальных сил, то есть в основном с электромагнитной силой ( также под влиянием принципа исключения Паули ).

Когда вы толкаете блок (для простоты предположим поверхность без трения), атомы вашей руки приближаются к атомам блока, и из-за электронных облаков, окружающих ядро, на электроны блока действует сила отталкивания . так и от твоей руки. Эта сила отталкивания и заставляет блок ускоряться.

Так$ma$не новая сила.

Из второго закона Ньютона

$F_{net}$$= ma$

Нормальная сила, действующая на блок, служит здесь в качестве$F_{net}$уравнения (при условии отсутствия трения стола о блок).$F_{net}$не новая сила. Он просто представляет собой векторную сумму всех сил, действующих на него. Но источником всех сил по-прежнему являются четыре вышеупомянутые фундаментальные силы.

Надеюсь поможет ☺️.

$m\vec a$не является силой. Это сумма всех сил:

При толкании предмета на столе в сторону на него действуют по крайней мере три силы:

1. Его вес / сила гравитации ,
2. нормальная сила, удерживающая его, и
3. ваша толкающая сила .

Возможно, что некоторые из них компенсируют друг друга, что может произойти, если вы толкнете объект боком по горизонтальной поверхности. Также возможно, что задействовано больше сил, таких как кинетическое трение как очевидный следующий выбор.

Для всех сил не обязательно существует специальное общепринятое название, т.е. нет универсального названия для случайной толкающей силы, как здесь. Мы можем просто назвать это «толкающей силой», если хотим.**

^{** Конечно, он существует из-за электромагнитного отталкивания атомов, из которых состоят кончики ваших пальцев, но я думаю, что это не тот уровень, о котором вы хотите спросить.}

См. Второй закон Ньютона можно сформулировать как:

Обратите внимание, что здесь сила равна N, которая численно равна$ma$а не наоборот.

Я думаю, что вопрос ОП указывает на то, откуда мы знаем, что на объект действуют силы, и каковы их величины и направления.

Я вижу два типа сил, классифицируемых по тому, как они измеряются:

Силы, которые измеряются тензодатчиком (обычно основаны на упругих свойствах).

Таким образом можно измерить нормальную силу, силы трения покоя и силу, приложенную к блоку человеком.

Если присутствуют только эти виды сил, то векторная сумма всех их$\mathbf F_{net} = m\mathbf a$. Кинетические силы трения кажутся более сложными для измерения, и их можно определить по разнице в приведенном выше уравнении.

Гравитационный .

Тело в свободном падении ускоряется, но сила, вызывающая ускорение, не может быть измерена тензодатчиком. С другой стороны, если тензодатчик измеряет вес статического объекта, измеряется нормальная сила, но нет ускорения.

В этих случаях необходимо постулировать гравитационную силу, чтобы избежать ускорения без чистой силы или чистой силы без ускорения.

Он просто равен сумме всех сил, действующих на брусок.