力的概念

物体之间的相互作用（它们是物体运动的原因）被称为力。力的概念只能通过参考力作用于实体后的结果来形成。力对物体的作用可以通过两种不同的方式表现出来，如下面的例子所示。

考虑图 1 所示的两种情况。一个质量块静止在光滑的水平面上。在 (a) 中，它可以自由地向左或向右移动，而在 (b) 中，它受到约束，无法向左移动。我们现在施加如图所示的力 F ，并记录每种情况下的结果。在 (a) 中，质量块获得一个等于力除以质量的加速度，但在 (b) 中，主动力 F 受到反作用力 R 的抵抗，使得 R = − F ，从而导致系统处于平衡状态。因此，在情况 (a) 中，力的作用是改变质量块的运动，而在情况 (b) 中，力的作用是产生一个维持系统平衡的反作用力。在情况 (b) 中，这两个力 R 和 F 对任何实际物体的作用都会导致物体发生形变，在这种情况下是压缩。因此，我们可以说，力对实体的作用有两种效果——运动效果 and 形变效果。

图 1

这两种效果中的任何一种都可以用来定义和测量力，而在实践中，这两种效果都会被用到。测量力的大小的一种常用方法是测量该力在校准过的弹簧秤中产生的形变。这种方法显然利用了力的形变效果，因为系统整体处于平衡状态。

人们也习惯于通过力的运动效果来定义和测量力。作用在物体上的力与由此产生的运动之间的关系由牛顿定律给出，这可以被视为力的定义。然而，对于我们目前在静力学中的目的，我们只需要强调当我们说“力是推或拉”时所暗示的力的那一方面，这与我们的肌肉感觉直接相关。

要完整地确定力对物体的作用，必须给出该力的大小、方向和作用点。因此，力可以用一个矢量来表示，该矢量给出了力的大小和方向，并通过其位置指示了力的作用线和作用点。