Die bewegungsunabhängige Kraftdefinition

Die Frage ist, was meinst du mit "Kraft"? :)
Ich meine, was dich wahrscheinlich verwirrt, ist:

Warum rufen wir an

Das ist ein guter Gedanke. Aber glücklicherweise hat Newton nicht nur dieses eine Axiom, sondern zwei (das historische „erste“ ist ein Spezialfall von$F=ma$, aber es gibt noch eine dritte), die miteinander verbunden sind.

Ich würde es also so formulieren: Wenn zwei Körper zusammenwirken, nennen wir das „eine Kraft aufeinander ausüben“. Das Ergebnis ist eine gewisse Bewegungsänderung (ich werde hier die Konzepte von Raum und Zeit nicht in Frage stellen, die für eine solche Aussage notwendig sind). Und nun kommt das Gesetz (also eine aus dem Experiment abgeleitete nichttriviale Aussage):
Das Verhältnis der Beschleunigungen der beiden Körper ist immer gleich und unabhängig von der speziellen Art der Wechselwirkung.
Und mehr noch: Dieses Verhältnis ist „transitiv“, in dem Sinne, dass das Verhältnis zwischen den Körpern A und C das Produkt der Verhältnisse zwischen A und B und B und C ist. Dieser Schritt ist nicht selbstverständlich, das Verhältnis könnte auch eine Eigenschaft des Körperpaares gewesen sein. Aber diese Transitivität erlaubt es uns, jedem eine Eigenschaft zuzuordnenKörper, den wir "Masse" nennen .
Sie sehen, wie Sie beides brauchen, das actio=reactio und die Beschleunigung, um diesen Konzepten eine Bedeutung zu geben ...?

Nun, diese Masse hat bisher keine physikalische Bedeutung, sondern nur das Verhältnis der Massen. Wir nennen eine willkürlich gewählte Masse einfach ein kg.
Und jetzt, da wir wissen, was man Masse nennt, können wir eine Kraft definieren$F=ma$. Der Wert der Kraft hat bisher überhaupt keine Bedeutung, da wir mit dieser Gleichung bereits die Masse definiert haben. Diesen Begriff Kraft zu nennen bekommt später einen Sinn, wenn wir dieser Definition (betreffend die Wirkung der Kraft) einige weitere Formeln über die Ursache der Kraft hinzufügen, wie das Hookesche Gesetz oder das Gravitationsgesetz.

Das Problem mit den relativistischen Geschwindigkeiten aus Ihrem zweiten Absatz,

Ich habe gelernt, dass selbst wenn wir ein Teilchen „mit konstanter Kraft“ schieben, die Beschleunigung des Teilchens mit der Zeit abnehmen würde, anstatt einen gewissen Wert beizubehalten.

wird aus dieser Sicht gelöst. "Konstante Kraft" bedeutet nun, dass die Reaktion auf das Objekt, von dem die Kraft aufgebracht wird, konstant ist. Diese Aussage besagt also, dass es unter nichtklassischen Umständen Abweichungen von der oben genannten Beobachtung gibt, dass das Verhältnis der Beschleunigungen nur von der Eigenschaft "Masse" der beiden beteiligten Objekte abhängt. Aber glücklicherweise treten diese Abweichungen nicht zufällig, sondern systematisch auf, und das System erweist sich als: Wir können alle obigen Konzepte noch beibehalten mit dem Zusatz, dass die Masse von der Geschwindigkeit abhängt. Es ist immer noch transitiv, also ist es immer noch ein sinnvolles Konzept. Und daraus abgeleitet ist Kraft bedeutungsvoll...

(Eigentlich ist es schwieriger, Kraft als Konzept beizubehalten, da es nicht immer möglich ist zu sagen, welches Objektpaar interagiert, Sie können auch mit einem Feld interagieren ... und dann ist es vielleicht besser, es loszulassen und anders zu verwenden Beschreibungen der Realität :))

Ich denke, wir müssen in der Lage sein, eine Definition einer Kraft auf ein Teilchen aufzunehmen, die unabhängig von der Bewegung des Teilchens ist, \emph{für alle Arten von Kräften}, um die Aussage wie „Kraft auf ein Teilchen ist gleich der Zeit“ sicher zu verifizieren Ableitung des Impulses des Teilchens'. Ist das wahr?

Die zitierte Aussage ist nicht die beste Formulierung, um unabhängig verifiziert zu werden, da sie davon ausgeht, dass Kraft etwas ist, das in Masseneinheiten gemessen wird$\times$Beschleunigung, aber das ist nicht notwendig.

Ich denke, Sie wollen Newtons 2. Gesetz verifizieren. Diese besagt:

Die Bewegungsänderung ist immer proportional zu der aufgeprägten Bewegungskraft; und wird in Richtung der rechten Linie gemacht, in die diese Kraft eingeprägt wird.

Obwohl das Gesetz unklar formuliert ist, impliziert es, dass Kraft etwas ist, das Richtung und Größe hat und proportional zu ihrem Produkt ist , nicht unbedingt gleich.

In heutiger einfacher Sprache heißt es:

Die Beschleunigung eines Körpers, der keine Teile verliert oder gewinnt, ist proportional zur Vektorsumme der externen Kräfte, die aufgrund anderer Körper auf den Körper wirken.

Es ist schwierig, in der obigen Aussage eine genaue Definition der äußeren Kraft zu geben, da es viele verschiedene Arten von Kräften gibt; Es gibt Schwerkraft, elektrische Kraft, magnetische Kraft, mechanische Kontaktkraft, elastische Kraft, Oberflächenspannungskraft usw., die sich jeweils in ihren Manifestationen unterscheiden. Alle haben jedoch etwas gemeinsam; sie sind oft vorhanden, auch wenn der Körper, auf den sie einwirken, nicht beschleunigt.

Wenn wir zum Beispiel eine Feder auf ihre kreisförmige Basis auf dem Boden stellen, bleibt sie dort in Ruhe, aber die auf sie wirkende Schwerkraft hört nicht auf zu existieren, nur weil es keine Beschleunigung gibt. Sie ist immer noch da, nur entgegengewirkt durch die Kontaktnormalkraft aufgrund des Bodens. Diese Feder und allgemein jeder Körper verformt sich unter Einwirkung einer Ruhekraft. Wir können diese Verformung messen und diese Kraft in Verformungseinheiten bestimmen.

Die Definition${\bf F} = \frac{d{\bf p}}{dt}$gilt in allen Inertialsystemen (unter der Annahme, dass die Relativitätstheorie nicht berücksichtigt wird). Wenn Sie einen anderen Trägheitsrahmen haben, können Sie ihn ersetzen${\bf v}\to {\bf v' = {\bf v} + {\bf v}_0}$, so dass${\bf p} = m {\bf v}\to {\bf p' = {\bf p} + {\bf p}_0}$und da${\bf v}_0$konstant ist, haben$\frac{d{\bf p'}}{dt} = \frac{d{\bf p'}}{dt}$.