Terceira lei de Newton

A Terceira Lei de Newton também é conhecida como Lei do Par Acção-Reação.

Definição

"Toda ação provoca uma reação de igual intensidade, mesma direção e em sentido contrário".

Quando um corpo A exerce uma força sobre um corpo B, simultaneamente o corpo B exerce uma força sobre o corpo A de intensidade e direção igual mas em sentido oposto.

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

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

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

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

atuam sempre em corpos diferentes, logo, não se anulam.

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Interações de contato

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.

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

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Exemplos

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

Exemplo 1: Um indivíduo dá um soco numa parede.

Neste caso a força que o indivíduo sente em sua mão é a mesma força que ele aplicou sobre a parede. Ou seja, a força aplicada sobre a parede resultou em uma força de mesma intensidade porém de sentido diferente a aplicada.

Exemplo 2: Um nadador impele a água para trás com auxílio das mãos e dos pés.

Neste caso a força que o nadador aplica sobre a água é (quase) a mesma que o empurra para a frente, pois a força aplicada sobre a água gera uma força de mesma intensidade e de sentido diferente.

Exemplo 3: Se duas bolas de gudes se chocarem então uma força irá interagir com a outra, formando sequelas nas duas, que será a ação e reação que uma irá fazer sobre a outra, esse é um ótimo exemplo de como entender mais os princípios básicos da física.

Exemplo 4 : O boxeador em treinamento dá socos em um saco de areia bem pesado. A força que os punhos do boxeador exercem sobre o saco é igual a força exercida pelo saco sobre seus punhos.

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Forças usadas em cálculos

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. Um exemplo disso é um bloco que está apoiado sobre uma mesa.

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.

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.

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.

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:

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 .

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.

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. As forças de ação e reação têm as seguintes características:

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

têm sempre a mesma natureza (ambas são forças de contacto), logo, possuem o mesmo nome ("de contato");

É indiferente atribuir a acção a uma das forças e a reação à outra. Estas forças são caracterizadas por terem:

Mesma direção

Sentidos opostos

Mesma intensidade

Aplicadas em corpos diferentes e, por isso, não se anulam

Na linguagem matemática, temos:

Onde é a força no corpo 1 devida ao corpo 2 e é a força no corpo 2 devida ao corpo 1.

"Para cada ação há sempre uma reação, oposta e de mesma intensidade."

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A força de reação

A distinção entre ação e reação é puramente arbitrária: qualquer uma das duas forças pode ser considerada a ação, e então a outra força é considerada sua reação.

A reação é aplicada num corpo diferente do que o corpo em que a ação é aplicada. Por exemplo, no contexto da gravitação, quando um objeto A atrai um objeto B (ação), então o objeto B simultaneamente atrai o objeto A (com a mesma intensidade, mas sentido oposto).

A natureza física da força de reação é idêntica à da própria ação: se a ação é de natureza gravitacional, então a reação também é de natureza gravitacional.

Ação e reação são muitas vezes confundidas com a questão do equilíbrio. Por exemplo, considerando-se a seguinte afirmação:

Um livro parado em uma mesa está em repouso porque o seu peso, uma força puxando-o para baixo, é equilibrado pela reação igual e oposta da mesa, uma força empurrando-a para cima.

Essa afirmação é incorreta: as duas forças são de naturezas diferentes, e ambas são aplicadas ao mesmo corpo, o livro; logo, uma não pode ser a reação da outra, pois para o ser, deveriam atuar em corpos diferentes, e por isso, de forma nenhuma se anulariam. Na verdade, a força exercida pela mesa pode ser interpretada como a reação da força de contato exercida pelo livro na mesa, que por sua vez, é igual ao peso do livro.

Origem:http://pt.wikipedia.org/wiki/Terceira_lei_de_Newton