Часто возникает справедливый вопрос: если мы давим на камень пальцем, то как можно говорить о приложении к камню силы, когда ускорение мы ему не придаем?
Это действительно очень интересный вопрос! Но появляется он не из-за несовершенства законов Ньютона, а из-за путаницы в голове у вопрошающего и неправильном использовании терминов в нашем разговорном языке. Давайте вместе проанализируем ситуацию и разберемся в понятиях механики.
В голове со школьных времен застряло определение или скорее огрызок от второго закона Ньютона, согласно которому сила есть произведение массы тела на ускорение его движения. Про силу полезно изучить вот этот материал. Тогда вы сразу поймете, что сила это не только произведение массы на ускорение, а ещё и самый обычный физический термин.
Википедия описывает силу так:
Сила — физическая векторная величина, являющаяся мерой воздействия на данное тело со стороны других тел или полей. Приложение силы обусловливает изменение скорости тела или появление деформаций и механических напряжений. Деформация может возникать как в самом теле, так и в фиксирующих его объектах — например, пружинах.
В общем-то, после прочтения этого определения пример с камнем трещит по швам. Ведь мы совершенно неправильно характеризовали силу как физическое понятие. Это не обязательно F=ma, а ещё и некоторый термин, характеризующий воздействие.
Но вопрос всё же остается не совсем понятным. Хорошо. Мы поняли, что мы неправильно понимали силу. Но разве законы Ньютона не годятся для всех видов механических взаимодействий? Конечно годятся!
Просто помимо второго закона Ньютона есть ещё и первый закон, и третий закон. Именно они участвуют в этом примере. Если разобрать его буквально на атомы, то простое нажатие пальцем на лежащий камень превратится в сложнейший пример взаимодействия двух объектов. Тут есть сразу три закона.
Исходя из первого закона, система может считать инерциальной и инерция существует. К камню это подходит.
По второму закону есть некоторая сила. Но начнем с того, что она действительно придает ускорение, но не всему объекту, а частицам, из которых он состоит при деформации всего тела и деформации поверхности, на которой этот камень лежит. Да и сам палец проминается. Кроме того, чтобы сдвинуть камень с места, нам нужно правильно разрисовать треугольник сил. Или приложить такую силу, которая сможет пересилить притяжение камня к земле и силу трения.
Но вообще, логика что всегда должно быть F=ma, следует из неправильного понимания трактовки второго закона. Вот как сам Ньютон сформулировал второй закон:
Изменение количества движения пропорционально приложенной движущей силе и происходит по направлению той прямой, по которой эта сила действует.
По сути дела, эта фраза означает, что можно нарисовать треугольник сил и что равнодействующая всех сил будет равна нулю. Именно равнодействующая! Это векторная сумма всех сил. Это не значит, что без ускорения у камня нельзя приложить к нему силу.
Ну и по третьему же закону Ньютона для каждого действия есть противодействие. Противодействий тут выше крыши. Камень давит на палец с той же силой, что и палец на камень. Так можно рассмотреть каждый фрагмент.
Отсюда получается, что вопрос про камень поставлен не совсем корректно.
------------
Обязательно оцените статью лайком и подпишитесь на проект! Это очень важно для развития канала. Виноваты странные алгоритмы Дзена!
-------------
Советую также прочитать на нашем канале:
-----