3ª lei de newton
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TERCEIRA LEI DE NEWTON
Isaac Newton, nascido em Woolsthorpe, em 4 de janeiro de 1643, foi físico e matemático e
descreveu as leis que explicam vários comportamentos relativos aos movimentos dos corpos. Newton é o
autor de Philosophiae Naturalis Principia Mathematica, obra na qual ele descreve a Lei da Gravitação
Universal e as leis dos movimentos – Leis de Newton.
São três as leis que Newton descreveu:
Primeira Lei de Newton, também chamada de Princípio da Inércia;
Segunda Lei de Newton, também chamada de Princípio Fundamental da Dinâmica;
Terceira Lei de Newton, também chamada de Princípio da Ação e Reação.
Terceira Lei de Newton
Também denominada princípio da ação e reação, ela pode ser enunciada da seguinte forma:
Se um corpo A aplicar uma força sobre um corpo B, receberá deste uma força de mesma
intensidade, mesma direção e de sentido contrário.
Assim, |FA-B| = |FB-A|.
As forças de ação e reação possuem as seguintes características:
Possuem a mesma natureza, ou seja, são ambas de contato ou de campo;
São forças trocadas entre dois corpos;
Não se equilibram e não se anulam, pois estão aplicadas em corpos diferentes.
A terceira lei é muito comum no cotidiano. O ato de caminhar e o lançamento de um foguete são
exemplos da aplicação dessa lei. Ao caminharmos somos direcionados para frente graças à força que
nossos pés aplicam sobre o chão.
![Page 2: 3ª lei de newton](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022082319/55bed4b3bb61eb023d8b46e8/html5/thumbnails/2.jpg)
Esta é a lei da Ação e Reação:
Portanto uma força nunca está só: se existe uma força em um corpo, certamente vai existir uma outra força
igual e oposta em outro corpo, quer esteja em contato ou não. Um exemplo de pares de força ação/reação que não
exigem o contato dos corpos é a força magnética, ou a força da gravidade.
Exemplo (entendendo como aplicar).
O Sr. Burro disse o seguinte: “Se ao tentar puxar uma carroça, a carroça me puxa com a mesma força em sentido
oposto, então não adianta nem tentar porque não vou sair do lugar, nem eu nem a carroça”. Explique onde o Sr.
Burro está certo e onde está errado.
Resposta:
O Sr. Burro está certo ao dizer que ao
puxar a carroça para frente com uma certa força
(ação), a carroça vai puxá-lo para trás com a
mesma força (reação). Esta é a 3a lei de Newton.
Está errado ao dizer que por isso não vai
sair do lugar, pois a carroça não possui tanto atrito
para se resistir à força do burro (para isso servem suas rodas). Mas o atrito das patas do burro é grande o
suficiente para não permitir que a força da carroça o arraste para trás. Por isso a carroça vai para frente, mas o
burro não vai para trás.
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Newton ilustrou a lei da ação e reação através do exemplo de um cavalo puxando uma pedra amarrada a
uma corda, que está presa no arreio do cavalo, como mostra a figura abaixo. Foram consideradas apenas
as forças horizontais.
Lei da Ação e Reação: Toda força de ação tem uma força de reação de mesma intensidade e
mesma direção, mas em sentido oposto.
Força do burro na carroça
(ação)
Força da carroça no burro (reação) Força de
atrito na carroça
Força de atrito nas patas do
burro
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Fcc força de tração exercida pelo cavalo sobre a corda, força de ação, aplicada à corda.
Fcc força com que a corda puxa o cavalo para trás, força de reação, aplicada ao cavalo.
Fcp força da corda sobre a pedra, força de ação, aplicada à pedra
Fcp força da pedra sobre a corda, força de reação, aplicada sobre a corda.
Fcs força de atrito que o cavalo exerce sobre o solo, força de ação, força aplicada ao solo (o cavalo empurra o solo para trás).
Fcs força de atrito aplicada pelo solo sobre o cavalo, força de reação, aplicada sobre o cavalo, fazendo-o impulsionar para a frente.
Fps força de atrito exercida pela pedra sobre o solo, aplicada ao solo.
Fps força de atrito exercida pelo solo sobre a pedra, reação, aplicada à pedra. Como a pedra está sendo puxada para a frente, a força de atrito sobre a pedra é dirigida para trás, em oposição ao movimento que a pedra teria na ausência de atrito.
Se a força aplicada pelo solo sobre o cavalo Fcs for maior que a força com que o cavalo é puxado para trás pela corda -Fcc, o cavalo será acelerado para frente.
Se as duas forças forem iguais Fcs = – Fcc, o cavalo não consegue sair do lugar e permanece em "repouso", isto é, sem andar.
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Uma situação semelhante ocorre num cabo de guerra, onde cada equipe puxa uma corda para o lado que lhe garanta a vitória.
A equipe A puxa a corda para a esquerda e a equipe B, para a direita. Cada membro de uma equipe exerce uma força de tração sobre a corda (com as mãos) e sobre o solo (com os pés).
A corda reage nas mãos e o solo reage nos pés, de modo que o indivíduo sente uma aceleração que depende do resultante sobre ele.
Todos os indivíduos de uma equipe devem levar a corda para um mesmo lado e o resultado final depende da força resultante.
Ação e reação no cotidiano
1. Objetos em repouso sobre uma superfície
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Ao colocarmos um objeto sobre uma superfície, haverá uma tendência a comprimi-la. A superfície (uma mesa, por exemplo) exercerá uma força de reação sobre o objeto (dita normal), procurando mantê-lo em equilíbrio.
2. Patinador ganhando impulso
Um patinador encostado a uma parede ganha impulso, isto é, ele se acelera ao "empurrar" uma parede com as mãos. O resultado da reação da parede é uma força que o habilita a qualquer aceleração.
3. Empurrando um carro
Ao empurrarmos um carro colocando-o em movimento, aplicamos uma força sobre ele. A força de reação do carro está no sentido oposto à força aplicada.
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4. Chutando uma bola
Ao chutarmos uma bola, os nossos pés aplicam uma força sobre a mesma. A força de reação da bolsa age sobre o pé do jogador. O pé experimenta um movimento de recuo ou pára quase que instantaneamente. Experimente chutar uma bola leve e outra pesada, para comparar a reação da bola sobre o seu pé.
5. Batendo um pneu
Os motoristas usam um pequeno martelo de madeira para testar a pressão dos pneus dos caminhões. Ao batermos nos pneus exercemos uma força sobre os mesmos. A força de reação dos pneus faz com que o martelo inverta a o sentido do movimento. O motorista sente o retorno e sabe quando o pneu está bom.
Lei da Ação e Reação
A toda ação corresponde uma reação, com a mesma intensidade, mesma direção e sentidos contrários.
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Sempre que um corpo exerce força sobre o outro, esse também exerce uma força sobre o primeiro.
Antes de continuar, vamos fazer analise na afirmação acima, pois isto é de crucial importância para o entendimento da terceira lei de Newton.
Veja a figura abaixo
De acordo com Newton, neste esquema a mão empurra o bloco com uma força e o bloco empurra a mão, com outra força – (o sinal – indica que a força segue em sentido contrário a primeira), formando uma ação de interação entre os dois corpos.
Esta ação é bem visível a interação entre os corpos. Você empurra o bloco, logo o bloco se movimenta; o bloco te empurra, logo sente-se uma força agindo sobre a nossa mão.
Para facilitar podemos construir um diagrama que nos ajudará bastante, veja
Você empurra o bloco; o bloco empurra você; você empurra o bloco; o bloco empurra você; ….
Para treinar, imagine uma situação de um martelo empurra um prego, faça a distribuição das forças e um diagrama igual ao de cima.
Depois de vermos tudo isto podemos enunciar, a terceira lei da seguinte maneira
SEMPRE QUE UM CORPO EXERCE UMA FORÇA SOBRE OUTRO, ESSE OUTRO EXERCERÁ SOBRE O PRIMEIRO UMA FORÇA DE MESMO MÓDULO E EM SENTIDO CONTRÁRIO
Como é possível ver no exemplo anterior: a mão exerce uma força sobre o bloco e o bloco exerce uma outra força de mesma intensidade e direção, mas em sentido contrário.
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(PRINCÍPIO DA AÇÃO E REAÇÃO )
ENUNCIADO
"Quando um corpo A exerce uma força sobre um corpo B, o corpo B reage sobre o corpo A com uma força de mesma direção, de mesma intensidade e de sentido contrário."
CARACTERÍSTICAS DAS FORÇAS DE AÇÃO E REAÇÃO:
a) mesma direção.
b) sentidos opostos.
c) mesmo módulo: ( | FAB | = | FBA | )
d) mesma natureza, isto é, ambas são forças de contato ou ambas são de campo.
EXEMPLO 1:
Forças de ação e reação como forças de contato.
Uma pessoa consegue andar graças a força que o solo exerce sobre o seu pé.
EXEMPLO 2:
Forças de ação e reação como forças de campo.
Campo de gravidade da Terra.
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Nem sempre podemos observar o efeito das duas forças ao mesmo tempo. Há situações em que só aparece o efeito da ação, outras em que só notamos a reação e outras, ainda, em que não percebemos o efeito de nenhuma das duas.
Vamos ilustrar essa afirmação com alguns exemplos:
EFEITO OBSERVÁVEL DA AÇÃO
O homem exerce uma ação sobre o armário. O armário exerce uma reação sobre o homem. O armário, sobre o efeito da ação, entra em movimento, enquanto o homem sob o efeito da reação, não se desloca. Aparece apenas o efeito da ação. Veja a figura abaixo.
EFEITO OBSERVÁVEL DA REAÇÃO
O foguete exerce uma ação, empurrando os gases contra o solo. O solo exerce uma reação sobre o foguete. O foguete, sobre o efeito da reação, entra em movimento, enquanto o solo sob o efeito da ação, não se desloca. Aparece apenas o efeito da reação. Observe a ilustração a seguir:
EFEITO NÃO OBSERVÁVEL, TANTO DA AÇÃO COMO DA REAÇÃO
Suponha que você se aproxime de um armário e exerça sobre ele uma ação. O armário responderá pela força de reação. A resistência do armário e a força de atrito entre seus sapatos e o chão impedirão que se observe tanto o efeito da ação quanto o da reação.
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EFEITO OBSERVÁVEL, TANTO DA AÇÃO COMO DA REAÇÃO
Dois patinadores estão com as mãos encostadas. Num certo instante, o patinador A empurra o patinador B. A ação do patinador A fará com que o patinador B acelere para a direita, enquanto a reação do patinador B fará com que A acelere para a esquerda. Neste caso, observamos tanto o efeito da ação como da reação.