Так что такое сила?

Цитирую свой пост #75:

...классная статья про силу. И будьте добры сказать спасибо....

Вот выдержка из Вики

Об определении силы

Для силы не существует стандартизированного определения — ни достаточно информативного словесного, ни в виде математической формулы. Данное положение вещей является предметом дискуссий с участием крупнейших учёных со времён Ньютона[3].
Отсутствие консенсусного семантического определения силы может быть восполнено изложением способов её измерения и создания, в сочетании с описанием свойств обсуждаемой величины — в терминах логики этим конструируется так называемое операциональное определение

.........................................

Рекомендуется прочесть всю статью, не только выдержку.

Но давайте займемся этим самым операциональным определением, рассмотрим задачку, в кот. представлены очень разные силы; это поможет понять, что такое сила. Или совсем запутает.

Вопрос.

Насколько быстрее должна вращаться Земля, чтобы вес тел на экваторе уменьшился на 10%?

Решение.
Положим кубик массы m на весы на экваторе. На него действуют три силы.
Первая: Сила притяжения Земли G = mg, направлена к центру Земли. Примем ускорение св. падения g = 9.8 м/с². Здесь как и дальше пользуемся примерными значениями, за точностью не гонимся, землетрясения, дожди и ветра не учитываем.
Вторая: Сила реакции опоры (т.е. весов) – W.
Третья: Центробежная сила, обусловленная вращением Земли вокруг собственной оси
C = m * O² * R,
где R = 6.4 * 10⁶ – радиус Земли в метрах и
О = 2 * пи / 24 / 3600 = 7.3 * 10^-5 с^-1 - угловая скорость кубика [радиан/секунда].

W и C направлены от центра Земли, т.е. прямо противоположно силе тяжести. Кубик не двигается вверх-вниз (мы тоже, стоим рядом). Это означает, что все три силы друг друга компенсируют:
W + C – G = 0. Весы показывают W = G – С = mg – m * O² * R . . . . (1)

Вот наша физическая модель, все необходимые физ. формулы и исходные значения уже приведены. Дальше решение - чистая арифметика, но мы и физику не забудем.

Если ускорить вращение Земли так, что вес кубика станет на 10% меньше, то весы покажут по аналогии с (1):
0.9 * W = mg – m * U² * R, где U – новая угловая скорость кубика.

Подставим сюда (1), получим 0.9 * (mg – m * O² * R) = mg – m * U² * R. Разделим всё на m и на R, придём к U² = 0.1 * g / R + 0.9 * O².

Формула забавна тем, что скорость вращения должна увеличиться, но коэффициент при нынешней, нормальной угловой скорости меньше единицы.
Примечательно также, но не удивительно, что масса кубика здесь вообще не фигурирует.
Подставляем числа и замечаем попутно, что нынешнюю угловую скорость можно было бы в наших расчётах совсем не учитывать, погрешность была бы меньше 2%:

U = (1.5 * 10^-7 + 4.8 * 10^-9)^0.5 = 0.0004 с^-1, т.е. примерно в 5.5 раз больше теперешней угловой скорости О.

Ответ:

Вес тел на экваторе был бы на 10% меньше, если бы сутки стали примерно в 5.5 раз короче, то есть 4 ч. 24 мин. Что и требовалось найти.

Перечислим силы из задачи. Тут есть самая важная и слабая сила вселенной - гравитация, и одна из самых известных инерционных сил - центробежная, и самая повседневная из сил - сила реакции опоры, которая здесь численно равна весу.

За каждой из них - Ньютон.

G=mg - это закон гравитации & второй закон, наверное самый известный. Потому что самый короткий .

Первый закон (который как правило никто наизусть не знает ) здесь тоже есть - формула центробежной силы C = m * O² * R из него напрямую не следует, зато выводится существование такой инерционной силы, см. цитату Ньютона, пункт III.

Вес: тут работает третий закон, который часто формулируют неправильно, опуская слово "сила". И сам вес часто путают с массой.

Вот такая попытка операционального определения. А кто слушал - молодец!