¿Es F = ma una definición?

Si y no.

Tal como está, [math] \ vec {F} = m \ vec {a} [/ math] simplemente asigna el nombre “force” y el símbolo [math] \ vec {F} [/ math] al producto de un la masa de la partícula [matemática] m [/ matemática] multiplicada por su aceleración instantánea [matemática] \ vec {a} [/ matemática].

Pero la razón por la que esto es útil es que la segunda ley de Newton también implica que la fuerza [math] \ vec {F} [/ math] puede calcularse mediante una ley dinámica , en términos de las posiciones y velocidades de las partículas en el sistema de interés. Esto generalmente se deja implícito cuando se establecen las leyes de Newton, porque es un poco complicado explicarlo en general, especialmente a los principiantes.

Para reiterar, el punto es que la fuerza sobre una partícula es igual a su masa multiplicada por su aceleración, y que esa misma fuerza puede calcularse en términos de la configuración instantánea del sistema en el que está contenida la partícula. Esa segunda parte es lo que hace que la segunda ley de Newton sea más que una definición vacía, puramente cinemática. El resultado es que obtenemos una ecuación de movimiento que determina el comportamiento mecánico del sistema en todo momento, dadas las condiciones iniciales para las posiciones y velocidades de las partículas en él.

Para una discusión matemáticamente más sofisticada de este punto, vea mi respuesta a ¿Por qué es que en la mecánica clásica, la posición y la velocidad definen completamente el estado del sistema?

Sería seguro decir que sí. Pero no en sentido estricto.

La “Dinámica clásica de partículas y sistemas” de Thornton y Marion, quinta edición, analiza esto (págs. 49-50), y hay una nota al pie en la página 50:

“El razonamiento presentado aquí, a saber, que la Primera y Segunda Leyes son en realidad definiciones y que la Tercera Ley contiene la física, no es la única interpretación posible . Lindsay y Margenau, por ejemplo, presentan las dos primeras Leyes como leyes físicas y entonces deriva la Tercera Ley como consecuencia “.

Fuente: Discusiones sobre foros de física

Si.

De hecho, la unidad de fuerza (Newton) se define en términos de masa y aceleración.

La ecuación F = ma es prácticamente inútil por sí sola, ya que define qué es una fuerza y ​​cómo se mide. Sin embargo, Newton sabía de otras dos ecuaciones que involucraban la fuerza, siendo su propia ley de gravitación y la ley de Hooke para resortes. La ecuación F = ma permitió que estas ecuaciones que implican fuerza se reexpresen como ecuaciones sobre la aceleración, y al usar el cálculo Newton pudo convertirlas en ecuaciones de movimiento que podrían probarse directamente.

Esta es la medida de fuerza que equivale a un objeto con cierta masa moviéndose en cierta dirección con cierta aceleración. Esto sucede cuando se aplica fuerza a ese objeto.