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Terceira Lei de Newton

 

Definição

"Para cada ação, existe uma reação igual e oposta"

Isso significa que para cada força há uma força de reação que é igual em tamanho, mas opostas em direção. Isso quer dizer que sempre que um objeto empurra outro objeto que ele é empurrado de volta na direção oposta com uma força de mesma intensidade.

- Esta Lei é chamada "Lei da Ação e Reação"

Introdução

As Forças resultam da interação de um corpo com outro corpo. É de se esperar, portanto, que, se um primeiro corpo exerce uma força sobre um outro (chamada de ação), este também experimenta uma força (chamada de reação), que resulta da interação com esse segundo corpo.

Newton percebeu não só que isso acontece sempre mas, indo mais longe, especificou as principais características das forças que resultam da interação entre dois corpos. Essa questão foi objeto da sua terceira lei, cujo enunciado é:

"Para toda força que surgir num corpo como resultado da interação com um segundo corpo, deve surgir nesse segundo uma outra força, chamada de reação, cuja intensidade e direção são as mesmas da primeira, mas cujo sentido é o oposto da primeira."

Desse modo, Newton se deu conta de três características importantes das forças de interação entre dois objetos.

Em primeiro lugar, uma força nunca aparece sozinha. Elas aparecem aos pares (uma delas é chamada de ação e a outra, de reação).

Em segundo lugar, é importante observar que cada uma dessas duas forças atua em objetos distintos.

Finalmente, essas forças (aos pares) diferem uma da outra pelo sentido: elas têm sentido oposto uma da outra.

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.

Terceira Lei de Newton

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.

Uma situação semelhante ocorre num cabo de guerra, onde cada equipe puxa uma corda para o lado que lhe garanta a vitória.

Terceira Lei de Newton

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.

Uma água-viva nada expelindo a água, como se fosse um foguete no espaço.

Ação e reação no cotidiano

1. Objetos em repouso sobre uma superfície

Terceira Lei de Newton

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

Terceira Lei de Newton

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

Terceira Lei de Newton

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.

4. Chutando uma bola

Terceira Lei de Newton

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

Terceira Lei de Newton

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.

6. Consequência da reação

O calo ou a bolha na mão, que aparece quando se faz repetidamente alguma atividade não usual, é conseqüência da força de reação.

Exemplo: "Mauricinho" puxando enxada.

Fonte: efisica.if.usp.br

Terceira Lei de Newton

Lei da ação e reação

....Em seus estudos de Dinâmica, Newton percebeu a ação de uma força sobre um corpo não pode se manifestar sem que haja um outro corpo que provoque esta ação.

Também constatou que para cada ação de um corpo sobre outro existirá sempre uma reação igual e contrária deste outro sobre o primeiro.

Estas observações também podem ser sintetizadas no enunciado de sua 3ª lei (Lei da Ação e Reação):

....Quando um corpo A exerce uma força sobre um corpo B, o corpo B reage sobre A com uma força de mesma intensidade, direção e de sentido contrário.

Terceira Lei de Newton

Se uma pessoa empurra uma mesa, a mesa empurra a pessoa com uma força igual e contrária.

Terceira Lei de Newton

O movimento de um foguete (ou de um avião a jato) é causado pela força de reação exercida pelos gases que ele expele.

Terceira Lei de Newton

A terra atrai a pessoa para baixo (peso da pessoa). A pessoa reage e atrai a Terra para cima com uma força igual e contrária.

Lei da Ação e Reação

A toda ação corresponde uma reação, com a mesma intensidade, mesma direção e sentidos contrários.

Terceira Lei de Newton

Fonte: br.geocities.com

Terceira Lei de Newton

Ação e Reação

Sabemos que força é fruto da interação, ou seja, uma força atuante em um corpo representa a ação que este corpo recebe de um outro corpo.

Isaac Newton percebeu que toda ação estava associada a uma reação, de forma que, numa interação, enquanto o primeiro corpo exerce força sobre o outro, também o segundo exerce força sobre o primeiro. Assim, em toda interação teríamos o nascimento de um par de forças: o par ação-reação.

Lei da Ação e Reação

O Princípio da Ação e Reação constitui a Terceira Lei de Newton e pode ser enunciado assim:

Se um corpo A aplicar uma força sobre um corpo B, receberá deste uma força de mesma intensidade, mesma direção e sentido oposto à força que aplicou em B.

Podemos observar essa troca de forças entre dois corpos, por exemplo, na colisão abaixo.

Terceira Lei de Newton

A força que A exerce em B (Terceira Lei de Newton) e a correspondente força que B exerce em A (Terceira Lei de Newton) constituem o par ação-reação dessa interação de contato (colisão). Essas forças possuem mesma intensidade, mesma direção e sentidos opostos. Ou seja:

Terceira Lei de Newton

Ao aplicarmos a terceira lei de Newton, não podemos esquecer que as forças de ação e reação:

a) estão associadas a uma única interação, ou seja, correspondem às forças trocadas entre apenas dois corpos;

b) têm sempre a mesma natureza (ambas de contato ou ambas de campo), logo, possuem o mesmo nome (o nome da interação);

c) atuam sempre em corpos diferentes, logo, não se equilibram.

Exemplos de Interações

Observe a seguir os pares ação-reação de algumas básicas interações de campo e de contato.

Interações de campo

Terceira Lei de Newton

Interações de contato

Terceira Lei de Newton

Fonte: www.fisica-potierj.pro.br

Terceira Lei de Newton

Princípio da Ação e Reação

"A uma ação sempre se opõe uma reação igual, ou seja, as ações de dois corpos um sobre o outro são sempre iguais e se dirigem a partes contrárias "

Sempre que dois corpos quaisquer A e B interagem, as forças exercidas são mútuas. Tanto A exerce força em B, como B exerce força em A.

A interação entre corpos é regida pelo principio da ação e reação, proposto por Newton, como veremos a seguir:

Toda vez que um corpo A exerce uma força Fa em um corpo B, este também exerce em A uma força Fb tal que estas forças:

Têm mesma intensidade

Têm mesma direção

Têm sentidos opostos

Têm a mesma natureza

"As chamadas forças de ação e reação não se equilibram, pois estão aplicadas em corpos diferentes"

Exemplo:

"Para se deslocar, o nadador empurra a água para trás, e, esta por sua vez, o empurra para frente.

Note que as forças do par ação e reação tem as características apresentadas anteriormente. "

Fonte: www.aprendaki.com.br

Terceira Lei de Newton

Quando dois corpos A e B interagem, se A aplica sobre B uma força, esse último corpo aplicará sobre A uma outra força de mesma intensidade, mesma direção e sentido contrário.

Terceira Lei de Newton

Atenção

É importante ressaltar que ação e reação nunca se anulam, pois atuam sempre em corpos diferentes.

A seguir, algumas situações analisadas a partir dessa 3ª lei de Newton.

Terceira Lei de Newton

Exemplo 1

Um indivíduo dá um soco numa parede.

Exemplo 2

Um nadador impele a água para trás com auxílio das mãos e dos pés.

Terceira Lei de Newton

A reação da parede sobre sua mão é

ALGUMAS FORÇAS PARTICULARES

Apresentarei a seguir algumas das forças que aparecerão com maior frequência nos exercícios de dinâmica.

Força de reação normal N

É a força de contato entre um corpo e a superfície na qual ele se apoia, que se caracteriza por ter direção sempre perpendicular ao plano de apoio. A figura abaixo apresenta um bloco que está apoiado sobre uma mesa.

Terceira Lei de Newton

Força de tração ou tensão T

É a força de contato que aparecerá sempre que um corpo estiver preso a um fio (corda, cabo). Caracteriza-se por ter sempre a mesma direção do fio e atuar no sentido em que se tracione o fio. Na sequência de figuras abaixo, representamos a força de tração T que atua num fio que mantém um corpo preso ao teto de uma sala.

Terceira Lei de Newton

Terceira Lei de Newton

Se o fio for ideal (massa desprezível e inextensível), a força de tração T terá o mesmo valor em todos os pontos. O fio ideal transmite integralmente a força aplicada em um dos seus extremos. Na figura abaixo vemos um operador aplicando uma força de intensidade 10 N, ao puxar um bloco. O fio, que é ideal, transmite a força integralmente ao bloco.

Terceira Lei de Newton

Força de atrito

Seja A um bloco inicialmente em repouso sobre um plano e apliquemos a esse corpo a força F , como se vê na figura. Verificamos que mesmo tendo sido aplicada ao corpo uma força, esse corpo não se moverá.

Se isso ocorre, concluímos que sobre o mesmo estará agindo outra força, de mesmo módulo e em sentido oposto a F (figura abaixo). A essa força denominaremos força de atrito Fat. Podemos, a seguir, aumentar gradativamente o valor da força F, a intensidade da força de atrito também aumentou, de tal forma que a resultante das forças atuantes no bloco continuasse nula.

Terceira Lei de Newton

Mas a prática nos mostra que, a partir de um determinado momento, o bloco passa a se deslocar no sentido da força F . A interpretação desse fenômeno é a seguinte: Embora a intensidade da força de atrito possa aumentar à medida que aumentamos a intensidade da força solicitante F , a força de atrito atinge um determinado valor máximo; a partir desse momento, a tendência do bloco é sair do repouso.

O valor máximo atingido pela força de atrito na fase estática é diretamente proporcional à intensidade da reação normal N do bloco. Esse resultado, experimental, pode ser expresso na forma:

Terceira Lei de Newton

Nesta expressão, m e é o coeficiente de atrito estático entre o bloco e a superfície. Uma vez atingido o valor máximo da força de atrito, se aumentarmos a intensidade da força F , o corpo entrará em movimento acelerado, no sentido de F . Nessa segunda fase, denominada dinâmica, a intensidade da força de atrito será menor que o valor máximo da força de atrito estático e seu valor poderá ser considerado constante para facilitar a resolução de problemas. Caso o examinador, ao se referir à existência de atrito entre duas superfícies, não faça referência explícita ao coeficiente de atrito dinâmico ou estático, deveremos considerar m e = m d .O gráfico abaixo nos dará uma idéia aproximada de como esta força age.

Terceira Lei de Newton

Observação

A força de atrito (estático ou dinâmico) não depende da área de contato entre as superfícies. Assim nas figuras abaixo, onde os dois blocos são idênticos e F também, as força de atrito tanto em 1 como em 2, são iguais, apesar de as superfícies em contato serem diferentes.

Terceira Lei de Newton

No esquema da figura, vemos a montagem da chamada máquina de Atwood: dois corpos A e B, de massa mA e mB, ligados entre si por um fio (1) ideal que passa através da polia ideal P (sem atrito e massa desprezível).

O conjunto está preso ao teto por outro fio (2), também ideal. É evidente que, para que o sistema adquira uma determinada aceleração a, será necessário que mA # mB; nesse caso, abandonando-se o sistema, este entrará em movimento, de tal forma que o corpo "mais pesado" descerá, puxando o "mais leve" para cima.

Máquina de Atwood

Terceira Lei de Newton

Sendo inextensível o fio, ambos os corpos irão deslocar-se com acelerações de mesmo módulo, porém em sentidos opostos. A solução de problemas que envolvam tal tipo de montagem não exigirá nada além de isolar os corpos e analisar as forças que agem em cada um e finalmente equacionar através da 2ª lei de Newton.

Fonte: www.nelias.wdfiles.com

Terceira Lei de Newton

Quando um sistema interactua com outro sistema, exercem-se sempre forças simultâneas que têm:

A mesma linha de ação

A mesma intensidade

Sentidos opostos

No entanto, estas forças estão aplicadas em corpos diferentes, nunca se anulam.

F12 = - F21

Diz-se, sempre que se verifique uma interação, as forças atuam aos pares. As duas forças que interactuam constituem um par ação-reação. É indiferente considerar qualquer delas como ação ou reação.

A 3ª Lei de Newton pode enunciar-se do seguinte modo

Quando dois corpos interagem, a força que o corpo 1 exerce sobre o corpo 2 é igual e oposta à força que o corpo 2 exerce sobre o corpo 1

Como exemplo, imagine um corpo em queda livre.

O peso (P = m × g) deste corpo é a força exercida pela Terra sobre ele.

A reação à esta força é a força que o corpo exerce sobre a Terra, P' = - P.

A força de reação, P', deve acelerar a Terra em direção ao corpo, assim como a força de ação, P, acelera o corpo em direção à Terra.

Entretanto, como a Terra possui uma massa muito superior à do corpo, a sua aceleração é muito inferior à do corpo (veja a 2a Lei).

Fonte: www.webvestibular.com.br

Terceira Lei de Newton

Princípio da Ação e Reação

Terceira lei de Newton, o Princípio da Ação e Reação.

“Toda ação provoca uma reação de igual intensidade e direção, porém, em sentido contrário.”

De forma mais prática, a terceira lei de Newton pode ser entendida assim

Quando um corpo X exerce uma força sobre um corpo Y, o corpo Y reage e também exerce sobre A uma força de igual intensidade e direção, mas em sentido contrário.

Um exemplo prático é o que acontece com as turbinas dos aviões a jato. A turbina exerce uma força sobre o avião (ação).

Este reage e exerce força sobre a turbina com a mesma intensidade e direção, mas em sentido contrário (reação). O avião desloca-se na mesma direção da turbina, mas em sentido contrário à pressão emitida por esta.

Quando uma pessoa puxa uma pedra com uma corda, a pedra reage e devolve para a corda a mesma intensidade de força aplicada pela pessoa que acaba sentindo essa força.

Quando um veículo sofre uma colisão sobre um poste, este poste aplicou uma força sobre o veículo, o poste sofre uma determinada deformação, assim como o veículo.

Então, a ação do veículo sobre o poste, provocou uma reação deste, que devolveu ao veículo a mesma intensidade e direção de força, mas em sentido contrário à ação recebida.

Quando uma pessoa caminha tranquilamente sobre uma superfície, esta recebe dos pés uma determinada força.

A superfície reage e devolve aos pés a mesma intensidade e direção, mas com sentido contrário.

Quando um remador impulsiona os remos na água, esta reage e devolve ao remador a mesma intensidade de força recebida pelos remos.

Como resultado, o barco de desloca em um sentido, ao mesmo tempo, a água se desloca em sentido contrário.

Tanto a força aplicada sobre a água pelo remador, como a força sobre o remador aplicada pela água, têm a mesma intensidade e direção, fazendo o sistema se deslocar em sentidos opostos.

A terra atrai a lua, a lua por sua vez, reage e atrai a terra.

A força que a terra exerce sobre a lua é a mesma força que a lua exerce sobre a terra, a direção dessas forças são as mesmas, porém os sentidos são contrários.

Fonte: www.forcesystem.com.br

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