A Terceira Lei de Newton, também chamada de Ação e Reação, relaciona as forças de interação entre dois corpos.
Quando um objeto A exerce uma força sobre um outro objeto B, este outro objeto B vai exercer uma força de mesma intensidade, mesma direção e sentido contrário sobre o objeto A.
Como as forças são aplicadas sobre corpos diferentes, elas não se equilibram.
Exemplos:
- Ao disparar um tiro, um atirador é impulsionado em sentido contrário da bala por uma força de reação ao disparo.
- Na colisão entre um carro e um caminhão, ambos recebem a ação de forças de mesma intensidade e sentido contrário. Contudo, verificamos que a ação dessas forças na deformação dos veículos é diferente. Normalmente o carro fica muito mais "amassado" que o caminhão. Este fato ocorre pela diferença de estrutura dos veículos e não pela diferença na intensidade dessas forças.
- A Terra exerce uma força de atração sobre todos os corpos próximos a sua superfície. Pela 3ª Lei de Newton, os corpos também exercem uma força de atração sobre a Terra. Entretanto, pela diferença de massa, verificamos que o deslocamento sofrido pelos corpos é bem mais considerável do que o sofrido pela Terra.
- As naves espaciais utilizam o princípio da ação e reação para se movimentarem. Ao ejetar gases em combustão, são impulsionadas em sentido contrário da saídas destes gases.
Aplicação da 3ª Lei de Newton
Muitas situações no estudo da Dinâmica, apresentam interações entre dois ou mais corpos. Para descrever essas situações aplicamos a Lei da Ação e Reação.
Por atuar em corpos diferentes, as forças envolvidas nestas interações não se anulam mutuamente.
Como a força é uma grandeza vetorial, devemos primeiro analisar vetorialmente todas as forças que atuam em cada corpo que constitui o sistema, assinalando os pares ação e reação.
Após esta análise, estabelecemos as equações para cada corpo envolvido, aplicando a 2ª Lei de Newton.
Exemplo:
Dois blocos A e B, de massas respectivamente iguais a 10 kg e 5 kg, estão apoiados em uma superfície horizontal perfeitamente lisa, conforme apresentado na figura abaixo. Uma força constante e horizontal de intensidade 30N passa a atuar sobre o bloco A. Determine:
a) a aceleração adquirida pelo sistema b) a intensidade da força que o bloco A exerce no bloco B
Primeiro, vamos identificar as forças que atuam em cada bloco. Para isso, isolamos os blocos e identificamos as forças, conforme as figuras abaixo:
Sendo:
fAB: força que o bloco A exerce sobre o bloco B fBA: força que o bloco B exerce sobre o bloco A N: força normal, isto é, a força de contato entre o bloco e a superfície P: força peso
Os blocos não apresentam movimento na vertical, assim, a força resultante nesta direção é igual a zero. Portanto, o peso e a força normal se anulam.
Já na horizontal, os blocos apresentam movimento. Vamos então aplicar a 2ª Lei de Newton (FR = m . a) e escrever as equações para cada bloco:
Bloco A:
F - fBA = mA . a
Bloco B:
fAB = mB . a
Juntando essas duas equações, encontramos a equação do sistema:
F - fBA+ fAB= (mA . a) + (mB . a)
Como a intensidade de fAB é igual a intensidade de fBA, pois uma é a reação a outra, podemos simplificar a equação:
F = (mA + mB) . a
Substituindo os valores dados:
30 = (10 + 5) . a
Agora, podemos encontrar o valor da força que o bloco A exerce sobre o bloco B. Usando a equação do bloco B, temos:
fAB = mB . a fAB = 5 . 2 = 10 N
As Três Leis de Newton
O físico e matemático Isaac Newton (1643-1727) formulou as leis básicas da Mecânica, onde descreve os movimentos e suas causas. As três leis foram publicadas em 1687, na obra "Princípios Matemáticos da Filosofia Natural".
A 3ª Lei, junto com outras duas leis (1ª Lei e 2ª Lei) formam os fundamentos da Mecânica Clássica.
Primeira Lei de Newton
A Primeira Lei de Newton, também chamada de Lei da Inércia, determina que "um corpo em repouso permanecerá em repouso e um corpo em movimento permanecerá em movimento a não ser que seja influenciado por uma força externa".
Em resumo, a Primeira Lei de Newton aponta que é preciso a atuação de uma força para mudar o estado de repouso ou de movimento de um corpo.
Leia também sobre Galileu Galilei.
Segunda Lei de Newton
A 2ª Lei de Newton estabelece que a aceleração adquirida por um corpo é diretamente proporcional a resultante das forças que atua sobre ele.
É expressa matematicamente por:
Para saber mais, leia também:
- Leis de Newton
- Gravidade
- Fórmulas de Física
Exercícios Resolvidos
1) UFRJ-1999
O bloco 1, de 4 kg, e o bloco 2, de 1 kg, representados na figura, estão justapostos e apoiados sobre uma superfície plana e horizontal. Eles são acelerados pela força horizontal , de módulo igual a 10 N, aplicada ao bloco 1 e passam a deslizar sobre a superfície com atrito desprezível.
a) Determine a direção e o sentido da força F12 exercida pelo bloco 1 sobre o bloco 2 e calcule seu módulo. b) Determine a direção e o sentido da força F21 exercida pelo bloco 2 sobre o bloco 1 e calcule seu módulo.
a) Direção horizontal, sentido da esquerda para a direita, módulo f12 = 2 N b) Direção horizontal, sentido da direita para a esquerda, módulo f21 = 2 N
Ver Resposta2) UFMS-2003
Estão colocados sobre uma mesa plana, horizontal e sem atrito, dois blocos A e B conforme figura abaixo. Uma força horizontal de intensidade F é aplicada a um dos blocos em duas situações (I e II). Sendo a massa de A maior do que a de B, é correto afirmar que:
a) a aceleração do bloco A é menor do que a de B na situação I. b) a aceleração dos blocos é maior na situação II. c) a força de contato entre os blocos é maior na situação I. d) a aceleração dos blocos é a mesma nas duas situações. e) a força de contato entre os blocos é a mesma nas duas situações.
Alternativa d: a aceleração dos blocos é a mesma nas duas situações.
Ver Resposta VEJA TAMBÉM: Leis de Newton - Exercícios Rosimar GouveiaBacharelada em Meteorologia pela Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ) em 1992, Licenciada em Matemática pela Universidade Federal Fluminense (UFF)em 2006 e Pós-Graduada em Ensino de Física pela Universidade Cruzeiro do Sul em 2011.