안녕하세요. 이정욱입니다.
장력에 대한 모델링을 기초물리학 수준에서 다루기에는 분량이 방대하여 간략하게 답변드릴게요
1) F=ma에서 동일한 가속도를 갖기 위해서는 질량이 큰 입자계에 더 큰 외력을 작용해야 합니다
줄의 질량을 고려하면 a가 끌어야 하는 질량이 b가 끄는 질량보다 크므로 a에 의한 장력이 더 커야 합니다.
2)3) 줄의 질량을 무시한다면. 정확하게는 물체에 비해 줄의 질량이 매우 작다면 줄 내부의 모든 지점에서 알짜힘이 0이 되어야 하므로 a에 의한 장력과 b에 의한 장력의 크기가 동일해야 합니다. 단, 두 힘은 줄 내부에서 소거가 되므로 장력의 효과는 각 물체에 남게 됩니다.
4) F는 입자계 전체에 작용하는 외력이므로, 이 힘에 대한 반작용은 입자계 외부에 있을 것입니다.
예를 들어 사람이 a를 당기는 힘을 F라 하면 이에 대한 반작용은 사람에게 작용하는 것입니다. F에 의해 장력의 크기는 달라질 수 있지만, 장력과 F는 다른 힘입니다.
5) 이때, F에 의해 입자계가 가속이 되면 미시적 관점에서 줄의 변형이 일어나면서 나타나는 전자기력이 장력입니다. 이를 현상적으로 (혹은 거시적 관점에서 보았을 때) 줄의 연결이 유지되기 위해서는 장력과 같은 힘이 필요하게 됩니다. 이또한 수직항력과 같이 현상적으로 이해하는 것이 고전물리학입니다.
이러한 이유로 물에 외력에 따라 장력은 나타날수도 나타나지 않을수도 있는데, 이는 외력이 결정하는것이 아니라 입자들의 운동상태에 따라 결정됩니다.