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

 

Figura 1- O homem A empurra homem B com uma força F_AB, e ao fazer isto, naturalmente, pela terceira lei de Newton, há uma força de reação de B em A, que denominamos F_BA 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 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

(VEF)  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.

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:

F_R= m.a;  a= F_R/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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