Terceira Lei de Newton (Ação e Reação)

Reflita no seguinte: O que faz você andar? Como você consegue sair do local em um barco a remo? O que acontece quando duas pessoas estão sobre patins e uma empurra a outra, onde ambas possuem a mesma massa, e quando uma delas possui o dobro da massa da outra? O que faz uma bexiga, após ser cheia de ar e solta, sair voando? E o foguete? A terceira lei de Newton- ação e reação explica isto.

Ação e Reação

Terceira lei de newton homens sobre patins terceira Lei de Newton homem andando

Terceira Lei de Newton foguete

Figura 1- O homem A empurra homem B com uma força FAB, e ao fazer isto, naturalmente, pela terceira lei de Newton, há uma força de reação de B em A, que denominamos FBA de mesma intensidade, mesma direção e sentido contrários e, portanto, cada um se afasta do outro devido a essas forças. Se eles possuem a mesma massa, então eles se afastarão com a mesma variação de velocidade (aceleração), pois têm a mesma inércia. Mas se, por exemplo, B possui o dobro da massa de A, então este terá maior resistência a variação da velocidade e sua aceleração será a metade da aceleração de A. Varia inversamente a massa.

Figura 2- Ao caminhar uma pessoa só consegue fazer isto porque há atrito entre o chão e os pés da pessoa. Então ela empurra o chão e, por reação, o chão empurra ela. As forças trocadas são de mesma intensidade, mesma direção, sentidos contrários e são aplicadas em corpos distintos (chão e pés).

Figura 3- O ar da bexiga é impulsionado para baixo e como reação a membrana da bexiga é impulsionado para cima. Da mesma forma os gases do foguete é impulsionado para baixo e toda estrutura do foguete é impulsionado para cima.

A terceira lei de Newton está muito presente no nosso dia a dia. Ela nos diz o seguinte:

Todo corpo, quando exerce uma força F sobre o outro, este reage sobre ele com outra força –F, de mesma direção, mesmo módulo, mas de sentido contrário.  O sinal negativo é para indicar que a força tem sentido contrário.

 A figura abaixo mostra um conjunto de forças aos pares devido a 3ª lei de Newton.Temos certo corpo de peso P que está pendurado através de um dinamômetro. P(força de atração Corpo pendurado num dinamômetro.da Terra sobre o corpo).  -P (força de reação do corpo sobre a Terra). T(força de tração na corda que o corpo exerce no dinamômetro). -T(força de tração na corda que o dinamômetro exerce no corpo).

Na Terceira lei de Newton temos que entender que as forças agem aos pares (Ação e Reação), elas possuem os mesmos módulos, direção e têm sentidos opostos e além do mais atuam em corpos distintos.

 

 É por isso que as forças de ação e reação, embora tenham os mesmos módulos e atuando em sentidos contrários, nunca se anulam, pois elas atuam em corpos distintos.

Exercício/ Exemplo

(NARB)  Paulo possui uma massa de 120 kg; Márcia uma massa de 60 kg.  Ambos estão sobre patins em uma pista de gelo. Paulo e Márcia ficam um à frente do outro com as mãos espalmadas umas sobre as outras. Márcia empurra Paulo com certa força.

a) Explique o que acontecerá diante deste fato com Paulo e Márcia.

b) A força trocada entre Paulo e Márcia é maior sobre Paulo, sobre Márcia ou são iguais? Explique.

c) Se a força que Márcia efetua fosse de 20 N, qual a aceleração que cada um adquire durante o contato, em m/s2?

d) Esta aceleração adquirida por eles permanece até que instante? Por quê?

e) Admitindo que o atrito entre os patins e o gelo é desprezível que tipo de movimento eles adquiririam após se afastarem um do outro? Justifique.

Terceira lei de Newton. Empurrão sobre patins

Solução

a) Ao empurrar Paulo, Márcia exerce uma força sobre ele e pela terceira lei de Newton as mãos de Paulo exercem sobre Márcia a mesma força e ambos afastam-se um do outro.

b) São iguais Ação e Reação.

c) A aceleração só existe durante o contato, pois as forças trocadas entre eles só existem nesse momento e daí aplicando a 2ª lei de Newton temos:

FR= m.a;  a= FR/m

Paulo a= 20N/120 kg = 1/6 m/s2

Márcia a = 20N/60 kg = 1/3 m/s2

d) A aceleração só existe durante o contato, pois as forças trocadas entre eles só existem nesse momento.

e)  Após a perda do contato das mãos não há mais aceleração e o dois andam com velocidades constantes que eles possuem neste momento, pois não há atrito que possa retardar o movimento.

Solução:

a) Terceira lei de Newton;

b) Terceira lei de Newton;

c) Segunda lei de Newton;

d) Segunda lei de Newton;

e) Primeira lei de Newton;

 

 

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