Terceira lei de Newton

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.

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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.

Forças de ação e reação e seus efeitos

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

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.

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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.

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 \( [N]\).

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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.

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.