▷ Terceira lei de Newton (princípio de ação e reação)

Este artigo explica o que é a terceira lei de Newton, também conhecida como princípio de ação e reação, e o que ela diz. Você poderá ver exemplos da terceira lei de Newton, bem como sua fórmula matemática. Além disso, você pode praticar exercícios resolvidos passo a passo da terceira lei de Newton.

Qual é a terceira lei de Newton?

Na física, a declaração da terceira lei de Newton , também chamada de princípio de ação e reação, afirma o seguinte:

Se um corpo exercer uma força sobre outro corpo, ele exercerá uma força de mesma magnitude e direção, mas na direção oposta, sobre o primeiro corpo.

Em outras palavras, se o corpo A exerce uma força horizontal de 10 N para a direita sobre o corpo B, o corpo B exercerá uma força horizontal de 10 N para a esquerda sobre o corpo A.

Portanto, as forças entre dois corpos ou sistemas são sempre iguais, mas em direções opostas.

Logicamente, o princípio de ação e reação é chamado de terceira lei de Newton em homenagem ao físico Isaac Newton, que primeiro formulou esta lei. No total, existem três leis de Newton:

A primeira lei ou princípio da inércia de Newton.
Segunda lei de Newton ou princípio fundamental da dinâmica.
Terceira lei de Newton ou princípio de ação-reação.

Você pode conferir o que é cada lei de Newton em nosso site, ingenierizado.com.

Fórmula para a terceira lei de Newton

A terceira lei de Newton (ou princípio de ação e reação) diz que se um corpo exerce uma força sobre outro corpo, o primeiro corpo recebe uma força aplicada pelo segundo corpo de mesma magnitude, mas na direção oposta. A terceira lei de Newton pode, portanto, ser expressa pela seguinte fórmula :

Ouro

$F_{12}$

é a força que o corpo 1 exerce em relação ao corpo 2. E

$F_{12}$

é a força que o corpo 2 exerce sobre o corpo 1.

Assim, para que a equação da terceira lei de Newton seja cumprida, as duas forças devem ter o mesmo módulo mas o seu sinal deve ser oposto, ou por outras palavras, as forças devem ser opostas.

A primeira força produzida também é chamada de força de ação . Da mesma forma, a força que resulta de uma reação à primeira força exercida é chamada de força de reação .

Exemplos da Terceira Lei de Newton

Agora que conhecemos a definição da terceira lei de Newton, vejamos vários exemplos do mundo real para compreender completamente o conceito.

Um exemplo típico da terceira lei de Newton é uma pessoa exercendo uma força sobre uma parede. Quando você aplica uma força na parede, ela exerce outra força de mesma magnitude sobre a pessoa. Portanto, a pessoa não conseguirá mover a parede, mas perceberá que está sendo empurrada para trás devido à força de reação que a parede exerce sobre ela.
Outro exemplo do princípio de ação e reação é a força normal. A Terra exerce uma força gravitacional que nos empurra em direção ao centro do planeta, já que a força normal é a força de reação que o solo exerce sobre as pessoas e contraria essa força. Então, graças à força normal, podemos permanecer na superfície da Terra.
Finalmente, quando saltamos, estamos na verdade exercendo uma força no solo, e então o solo reage e exerce uma força da mesma magnitude sobre nós, impulsionando-nos para cima. Assim, quanto mais força exercermos no solo, mais força o solo exercerá sobre nós e, portanto, mais saltaremos.

Observe que a terceira lei de Newton não significa que as duas forças se oponham e, portanto, se anulem. Em vez disso, a força de ação atua sobre um corpo e a força de reação atua sobre outro corpo.

Além disso, embora a força de acção e a força de reacção tenham a mesma magnitude, não têm o mesmo efeito, uma vez que actuam em corpos diferentes. Seguindo o primeiro exemplo explicado acima, quando uma pessoa exerce uma força sobre uma parede, obviamente ela não a move, porém, a força de reação que a parede exerce sobre a pessoa a move.

Exercícios resolvidos da terceira lei de Newton

Exercício 1

Se uma força vertical descendente de 15 N é exercida sobre um objeto com massa de 4 kg, que força o solo deve exercer para que o objeto fique em equilíbrio?

veja a solução

O objeto estará em equilíbrio se não estiver em movimento e, para que isso aconteça, o solo deve exercer uma força que contrarie a força do peso do objeto mais a força aplicada.

Então primeiro calculamos o peso do objeto:

$P=m\cdot g=4\cdot 9,81=39,24 \ N$

A soma das duas forças que empurram o objeto para baixo é, portanto:

$F=15+39,24=54,24\ N$

Concluindo, o solo deve exercer uma força vertical ascendente de 54,24 N sobre o objeto para que ele esteja em equilíbrio.

Exercício 2

Um corpo de 0,3 kg está suspenso por um fio, da mesma forma, outro corpo de 0,1 kg está suspenso do anterior por outro fio, conforme mostra a imagem a seguir. Se uma força de 6 N for exercida para cima, qual será a aceleração de todo o sistema? E qual é a tensão do segundo fio?

veja a solução

Neste caso, precisamos de utilizar a segunda lei de Newton e a terceira lei de Newton para resolver o problema.

Primeiro, calcularemos a força do peso que atua sobre cada corpo:

$P=m\cdot g$

$P_1=m_1\cdot g=0,3\cdot 9,81=2,94\N$

$P_2=m_2\cdot g=0,1\cdot 9,81=0,98\N$

Agora aplicamos a equação da segunda lei de Newton a todo o sistema:

$\displaystyle \sum F=m\cdot a$

$6-P_1-P_2=m\cdot a$

Substituímos os dados e apagamos a aceleração para encontrar seu valor:

$6-2.94-0.98=(0.3+0.1)\cdot a$

$2,08=0,4\cdot a$

$a=\cfrac{2.08}{0.4}=5.2\ \cfrac{m}{s^2}$

Por outro lado, a força que o corpo 1 exerce sobre o corpo 2 será oposta à força que o corpo 2 exerce sobre o corpo 1. Além disso, como conhecemos a aceleração do corpo 2 e o seu peso, reformulamos a equação forças mas desta vez apenas no corpo 2:

$\displaystyle \sum F=m\cdot a$

$T-P_2=m_2\cdot a$

$T-0,98=0,1\cdot 5,2$

$T=0,52+0,98$

$T=1,5\N$

Em resumo, a aceleração do sistema é de 5,2 m/s ² e a tensão da segunda corda é de 1,5 N.

Terceira lei de newton (ou princípio de ação e reação)