Lei de newton ação e reação

Graduação em Física (USP, 2013)

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Quando um jogador de futebol cabeceia uma bola, ele consegue mudar a trajetória da mesma pois exerce uma força sobre ela. No entanto é razoável pensar que a bola também exerce uma força sobre a cabeça do jogador, afinal ele sente o impacto da bola. Ao sentar sobre uma cadeira, a gravidade exerce uma força sobre nós da mesma forma que cadeira também o faz, pois não atravessamos a cadeira e caímos no chão – a cadeira nos “segura”.

Então, podemos concluir que cada vez que um corpo A exerce uma força sobre um corpo B, este mesmo corpo B exerce uma força sobre o corpo A. Essa, então é a Terceira Lei de Newton (ou princípio da ação e reação).

“A toda ação sempre há uma reação de mesma intensidade e direção, porém sentidos opostos.”

A força normal é um exemplo de ação e reação:

A Terra exerce uma atração em todos os corpos que estão em sua superfície (ou próximo à sua superfície) assim como os corpos atraem a Terra para si com a mesma intensidade e sentido oposto. Como as forças são aplicadas em corpos diferentes, sofrem efeitos diferentes – apesar se também atrairmos a Terra para nós, somos nós que caímos sobre a Terra quando tropeçamos, por exemplo, e não a Terra que vai ao nosso encontro.

Uma das forças de reação mais importantes na dinâmica é a força normal. Ou mais formalmente chamada de reação normal do apoio.

Como o nome diz, a força normal é uma reação quando um corpo está apoiado em outro. Assim, se estamos sentados em uma cadeira, há a força peso nos puxando para o chão e há a normal como reação entre nós e a cadeira. E esta força é normal (ou seja, é perpendicular, forma um ângulo de 90°) ao ponto de contato.

Lei de newton ação e reação

Assista a aula abaixo sobre a Terceira Lei de Newton, produzida pela Khan Academy e traduzido para o português pela Fundação Lemann.

Texto originalmente publicado em https://www.infoescola.com/fisica/terceira-lei-de-newton-principio-da-acao-e-reacao/

A terceira lei de Newton determina que para toda força de ação há uma força de reação de valor igual e sentido oposto.

A terceira lei de Newton é uma das leis fundamentais da dinâmica. Ela aborda a relação entre as forças de interação entre dois corpos. É determinada por um par de ação é reação, que é a dupla composta da força de ação feita no objeto e da força de reação do objeto em resposta. A respeito disso, podemos dizer que a força peso e a força normal não são um par ação e reação, já que uma não é consequência da outra.

Leia também: Leis de Newton — os postulados em torno da relação entre força e movimento

Resumo sobre a terceira lei de Newton

  • A terceira lei de Newton diz respeito à relação entre as forças de ação e de reação entre dois corpos.

  • Quando a ação da força é feita de dentro, dizemos que se trata de uma força interna.

  • Quando a ação da força é feita de fora, dizemos que se trata de uma força externa.

  • A fórmula da terceira lei de Newton indica que os módulos das forças do par ação e reação são iguais e possuem sentidos opostos.

Videoaula sobre a terceira lei de Newton

Qual é a terceira lei de Newton?

A terceira lei de Newton, conhecida também como princípio da ação e reação, faz parte do conjunto de leis desenvolvidas por sir Isaac Newton (1643–1727) durante seus estudos a respeito do movimento e de suas causas. A terceira lei enuncia o seguinte:

“A toda ação corresponde uma reação igual e contrária, ou seja, as ações mútuas de dois corpos um sobre o outro são sempre iguais e dirigidas em sentidos opostos.”

Resumindo, ela expressa que para toda ação contra um corpo haverá uma reação deste de sentido contrário, mas de valor igual.

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Forças de ação e reação e seus efeitos

Para uma força de ação feita contra algo, uma reação será gerada em resposta.

Lei de newton ação e reação
Par de ação e reação atuando no lançamento da bola.

Por exemplo, como mostra a imagem acima, quando jogamos uma bola no chão, ela retorna imediatamente à nossa mão. A ação é o lançamento da bola, e a reação é o seu retorno. Isso é o que chamamos de par ação e reação — para uma força de ação, haverá uma força de reação em sentido contrário e mesmo valor.

Leia também: Afinal, o que é força?

Força peso e força normal

Geralmente, a força peso e a força normal são tratadas como um par ação e reação. Contudo, essa classificação está incorreta, pois são forças com origens completamente distintas, além de poderem ou não apresentarem orientações semelhantes, como na imagem abaixo.

Lei de newton ação e reação
Força peso e força normal aplicadas em diferentes blocos.

A força peso ocorre em razão da gravidade do planeta, que puxa os corpos para o centro da Terra. Sendo assim, seu sentido é sempre para baixo e sua direção é vertical, como podemos ver nos blocos 1, 2 e 3 da imagem. Como a Terra faz uma força nos puxando para baixo, nós fazemos uma força de reação, a puxando, e só não afundamos porque a superfície da Terra faz uma força normal sobre nós.

Assim, a força normal é uma força de contato. Ela aparece sempre que há um objeto em contato com uma superfície. Essa força tem orientação perpendicular à superfície e apresenta diferentes sentidos e direções dependendo da posição do corpo, o que podemos observar nos blocos 1, 2 e 3 da imagem. Como a força normal é a força que a superfície faz no bloco, seu par ação e reação é com a força que o bloco faz na superfície.

Forças internas e externas

As forças podem ser internas, quando aplicadas de dentro para fora, mas também podem ser externas, quando aplicadas de fora para dentro. Normalmente, as forças internas e externas possuem módulos iguais, mas somente as forças externas conseguem realizar modificações no estado de movimento dos corpos.

Fórmula da terceira lei de Newton

A terceira lei de Newton não tem uma fórmula específica, mas pode ser representada matematicamente como:

\(\left|\vec{F_{AB}}\right|=-\left|\vec{F_{BA}}\right|\)

  • \(\left|\vec{F_{AB}}\right|\) é o módulo da força que o corpo A faz em B, medido em Newton \([N]\).

  • \(\left|\vec{F_{BA}}\right|\) é o módulo da força que o corpo B faz em A, medido em Newton \( [N]\).

Leia também: Cinco coisas que você precisa saber sobre as leis de Newton

Exercícios resolvidos sobre a terceira lei de Newton

Questão 1

(IFSC) Um pássaro está em pé sobre uma das mãos de um garoto. É CORRETO afirmar que a reação à força que o pássaro exerce sobre a mão do garoto é a força:

a) da Terra sobre a mão do garoto.

b) do pássaro sobre a mão do garoto.

c) da Terra sobre o pássaro.

d) do pássaro sobre a Terra.

e) da mão do garoto sobre o pássaro.

Resolução

Alternativa E

Assim como o pássaro exerce uma força na mão do garoto, a mão dele também age sobre o pássaro, em sentido oposto.

Questão 2

Um bloco 1 e um bloco 2 estão justapostos e apoiados sobre uma superfície plana e horizontal, como representado na figura. Eles são acelerados pela força \(\vec{F}\) horizontal em direção à direita, aplicada ao bloco 1, e passam a deslizar sobre a superfície com atrito desprezível.

Lei de newton ação e reação

Determine a direção e o sentido da força \({\vec{F}}_{12}\) exercida pelo bloco 1 sobre o bloco 2 e determine a direção e o sentido da força\({\ \vec{F}}_{21} \) exercida pelo bloco 2 sobre o bloco 1.

Resolução

A força \({\vec{F}}_{12}\) tem direção horizontal e sentido para a direita, já a força \({\vec{F}}_{21}\) tem direção horizontal, mas sentido para a esquerda. Ou seja, são um par ação e reação.

Qual a lei de Newton da ação e reação?

A terceira lei de Newton, conhecida como lei da ação e reação, afirma que, para toda força de ação que é aplicada a um corpo, surge uma força de reação em um corpo diferente. Essa força de reação tem a mesma intensidade da força de ação e atua na mesma direção, mas com sentido oposto.

Como explicar as 3 Leis de Newton?

A primeira lei de Newton, conhecida como lei da inércia, trata da resistência à mudança do estado de movimento; a segunda lei de Newton, conhecida como princípio fundamental da dinâmica, aborda a definição de força resultante e a sua relação com a aceleração; por último, a terceira lei de Newton, a lei da ação e reação ...

São exemplos da 3ª lei de Newton?

Como as forças são aplicadas sobre corpos diferentes, elas não se equilibram. Exemplos: Ao disparar um tiro, o 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.

O que é ação e reação exemplos?

Situações de ação e reação são muito comuns em nosso cotidiano, ocorrem sempre que temos forças em ação e, portanto, em reação. Por exemplo, ao empurrarmos um carro, exercemos uma força sobre o carro e este exerce uma força sobre nós.