$m\vec a$ist keine Kraft, und dies ist ein wichtiger Unterschied, den es zu beachten gilt. Es ist genau das, was es sagt: das Produkt aus Masse und Beschleunigung, ohne Bezug zu irgendwelchen Kräften.

Diese Verwirrung ergibt sich oft aus einem Missverständnis des zweiten Newtonschen Gesetzes, das diese Größe mit Kraft in Beziehung setzt.

Da das Objekt der Masse$m$hat eine Beschleunigung von$\vec a$, schließen wir das nicht$m\vec a$ist eine Kraft, sondern dass die auf das Objekt wirkende Nettokraft (dh die Kraft von dem Mann, der darauf drückt, plus usw.) gleich ist$m\vec a$.

So$m\vec a$ist keine Kraft. Es gibt einen feinen Unterschied.

Eine Kraft ist definiert als eine Disposition zur Beschleunigung, nicht eine Beschleunigung selbst. Dies ist ein schickes Wort, das einfach bedeutet: „Wenn nichts anderes dazwischenkommt, dann beschleunigt das Ding.“ Außerdem wird er tatsächlich mit dieser Menge an Stuff- Parametern gewichtet$m$was besagt: „Wenn die gleiche Disposition auf das doppelte Zeug angewendet wird und nichts anderes dazwischenkommt, dann beschleunigt das Ding halb so viel.“

Einige Gegenbeispiele

Aber zum Beispiel befinden sich die Dinge manchmal in einem Zustand des Kräftegleichgewichts . Die Schwerkraft zieht mich nach unten, aber mein Stuhl drückt mich nach oben, und infolgedessen beschleunige ich nicht . Aber die Kräfte sind noch da. Die Schwerkraft veranlasst mich immer noch, nach unten gehen zu wollen, und die Kraft des Stuhls veranlasst mich immer noch, nach oben gehen zu wollen, aber sie sind zufällig perfekt gegeneinander ausbalanciert, so dass ich beides nicht tue. (Ich muss innehalten, um zu sagen, dass dies nichts direkt mit Newtons drittem Gesetz zu tun hat. Viele Neulinge machen den Fehler, das Kräftegleichgewicht mit dem dritten Gesetz zu verwechseln, sie sind auch anders.)

Eine wirklich clevere Sache an dieser Definition von Kräften ist, dass, wenn Sie sich vorstellen, dass sich jemand in einem Zug an mir vorbeibewegt, vielleicht jongliert er im Zug mit Bällen, ich sehe, wie sich alle diese Bälle mit einer großen Geschwindigkeit von etwa 90 km/ hr oder wie schnell der Zug fährt: aber wir stimmen beide darin überein, dass sich die Geschwindigkeit der Kugeln ändert, und unsere Uhren stimmen beide darin überein, wie lang eine Sekunde ist (bis wir zur Relativitätstheorie kommen, aber ignorieren wir das), also stimmen wir beide überein Beschleunigungen , die wir sehen, also stimmen wir beide über die Kräfte überein , die wir auf den Bällen sehen, obwohl wir uns über den tatsächlichen Impuls und die Energie, die die Bälle tragen, nicht einig sind. Sehr praktisch!

Und manchmal sind die Kräfte nicht ausgeglichen, und Sie sehen eine Beschleunigung in eine Richtung. Möglicherweise gibt es keine Kräfte, die tatsächlich in diese Richtung zeigen ! So können beispielsweise Segelboote gegen den Wind segeln, indem sie sowohl den Wind (der offensichtlich vom Wind wegdrückt) mit einem Segel und einem Ruder als auch einem im Wasser verankerten Hauptbrett geschickt koordinieren, die jeweils in eine ganz andere Richtung drücken. Sie summieren diese völlig unterschiedlichen Kräfte in völlig unterschiedliche Richtungen und erhalten eine "Nettokraft" und eine resultierende Beschleunigung in einer völlig anderen Richtung als jede von ihnen. Das kann ich so nicht sagen$m \vec a$ist eine Kraft, weil es keine Kraft gibt, die in die entsprechende Richtung zeigt. Aber es ist die Vektorsumme der Kräfte auf dem Boot.

Gibt es Arten von Kräften?

Darüber hinaus fragen Sie, ob es wesentlich unterschiedliche Arten von Kräften gibt, und die Antwort lautet: „Nicht auf dem Niveau, das Sie gerne hätten: aber es gibt wesentlich unterschiedliche Gründe, warum wir uns um Kräfte kümmern, und wir bezeichnen diese Kräfte mit den Gründen, die uns wichtig sind über sie." Zum Beispiel wird das, was Sie die „Normalkraft“ nennen, dadurch verursacht, dass mein Stuhl (und der Boden darunter und der Planet darunter) noch nicht gebrochen ist, sodass ich nicht durchfallen kann. Es ist das, was wir eine Zwangskraft nennen, wird es durch eine Einschränkung der Bewegungen des Systems erzeugt. Wir nennen es „die Normalkraft“, damit Sie wissen, dass es die Kraft ist, die normal (ein schickes altes Wort, das „orthogonal zu“ oder „senkrecht zu“ bedeutet) zu den Beschränkungen des Systems ist. Aber es wird letztendlich durch elektromagnetische und Pauli-Abstoßung zwischen Elektronenwolken von Atomen verursacht , also wenn wir es nach Typ klassifizieren würdenwir hätten es eine „Quantenkraft der Pauli-Abstoßung zwischen Elektronenwolken genannt, weil Elektronen nicht im gleichen Zustand sein können“. Aber wir klassifizieren es nicht auf diese Weise, wir klassifizieren es nach einem Sinn dafür, warum es uns wichtig ist, was es in unseren Gleichungen tut: Es hindert mich daran, durch den Boden zu fallen, es erzwingt eine Einschränkung, die ich nicht tue denken, was in der Physik dieses Systems passieren wird. In ähnlicher Weise drückt eine Spannungskraft aus, dass es ein dehnbares Ding gibt, das über seine Gleichgewichtslänge hinaus gedehnt wurde und zu seiner Gleichgewichtslänge zurückkehren möchte: Das ist nicht der zugrunde liegende TypDies ist wiederum eine „elektromagnetische Kraft von Atomen, die an nahe gelegenen Atomen ziehen, plus wahrscheinlich eine entropische Kraft von langen, fadenförmigen Molekülen, die gezwungen sind, sich aufzurichten, aber thermisch wollen sie wirklich wieder in komplizierte Schnörkel zurückkehren“. Aber wir nennen es „Spannung“, weil es uns egal ist, warum das Seil oder die Feder zu ihrer Gleichgewichtslänge zurückkehren möchte, es reicht aus, dass sie es will , und das ist der Grund, warum wir uns darum kümmern.

Grundsätzlich gibt es nur vier Arten von Kräften, nämlich elektromagnetische Kraft ; Gravitationskraft ; Starke Kraft ; und die schwachen Kräfte . Die letzten beiden Kräfte liegen auf atomarer Ebene und sind Kräfte mit sehr kurzer Reichweite und haben einen vernachlässigbaren Einfluss bei großen Abständen.

Nun zu Ihrer Frage, alle Kräfte wie Normal, Spannung und Reibung sind auf eine dieser vier Grundkräfte zurückzuführen, dh hauptsächlich auf elektromagnetische Kraft ( auch beeinflusst durch das Pauli-Ausschlussprinzip ).

Wenn Sie den Block schieben (nehmen wir der Einfachheit halber eine reibungsfreie Oberfläche an), kommen die Atome Ihrer Hand näher an die Atome des Blocks heran, und aufgrund der Elektronenwolken, die den Kern umgeben, wirkt eine Netto-Abstoßungskraft auf die Elektronen des Blocks sowie von deiner Hand. Diese abstoßende Kraft bewirkt, dass der Block beschleunigt.

So$ma$ist keine neue Kraft.

Aus Newtons zweitem Bewegungsgesetz

$F_{net}$$= ma$

Die Normalkraft auf den Block dient hier als die$F_{net}$der Gleichung (unter der Annahme, dass der Tisch keine Reibung auf dem Block hat).$F_{net}$ist keine neue Kraft. Sie stellt lediglich die Vektorsumme aller auf sie einwirkenden Kräfte dar. Aber der Ursprung aller Kräfte sind immer noch die vier oben erwähnten Grundkräfte.

Hoffe es hilft ☺️.

$m\vec a$ist keine Kraft. Es ist die Summe aller Kräfte:

Durch seitliches Verschieben des Objekts auf dem Tisch wirken mindestens drei Kräfte auf es ein:

1. Sein Gewicht / die Gravitationskraft ,
2. die Normalkraft, die es hält, und
3. Ihre Schubkraft .

Es ist möglich, dass sich einige davon gegenseitig aufheben, was der Fall wäre, wenn Sie das Objekt seitlich über eine horizontale Fläche schieben. Es ist auch möglich, dass mehr Kräfte, wie beispielsweise kinetische Reibung als naheliegende nächste Wahl, beteiligt sind.

Es gibt nicht unbedingt einen eigenen konventionellen Namen für alle Kräfte - es gibt zB keinen universellen Namen für eine zufällige Schubkraft wie hier. Wir können es einfach als „treibende Kraft“ bezeichnen, wenn wir wollen.**

^{** Es existiert natürlich aufgrund der elektromagnetischen Abstoßung der Atome, aus denen Ihre Fingerspitzen bestehen - aber ich denke, das ist nicht das Niveau, nach dem Sie fragen möchten.}

Siehe das zweite Newtonsche Gesetz kann wie folgt ausgedrückt werden:

Beachten Sie hier, dass die Kraft N ist, was numerisch gleich ist$ma$und nicht umgekehrt.

Ich denke, dass die OP-Frage darauf hinweist, woher wir wissen, dass Kräfte auf ein Objekt wirken und welche Größen und Richtungen sie haben.

Ich sehe zwei Arten von Kräften, die danach klassifiziert werden, wie sie gemessen werden:

Kräfte, die von einer Wägezelle gemessen werden (im Allgemeinen basierend auf elastischen Eigenschaften).

So können Normalkraft, Haftreibungskräfte und die Kraft, die der Mensch auf den Block aufbringt, gemessen werden.

Wenn nur diese Art von Kräften vorhanden ist, die vektorielle Summe von allen$\mathbf F_{net} = m\mathbf a$. Kinetische Reibungskräfte scheinen schwieriger zu messen und können durch die Differenz in der obigen Gleichung genommen werden.

Gravitation .

Ein Körper im freien Fall wird beschleunigt, aber die Kraft, die die Beschleunigung verursacht, kann nicht von einer Wägezelle gemessen werden. Wenn andererseits eine Wägezelle das Gewicht eines statischen Objekts misst, wird die Normalkraft gemessen, aber es gibt keine Beschleunigung.

In diesen Fällen muss eine Gravitationskraft postuliert werden, um eine Beschleunigung ohne Nettokraft oder eine Nettokraft ohne Beschleunigung zu vermeiden.

Sie ist gleich der Summe aller Kräfte, die auf den Block wirken.