Terceira lei de Newton

.Em seus estudos de Dinâmica, Newton percebeu a ação de uma força sobre um corpo não pode se manifestar sem que haja um outro corpo que provoque esta ação.
Também constatou que para cada ação de um corpo sobre outro existirá sempre uma reação igual e contrária deste outro sobre o primeiro.
Estas observações também podem ser sintetizadas no enunciado de sua 3ª lei (Lei da Ação e Reação):
....Quando um corpo A exerce uma força sobre um corpo B, o corpo B reage sobre A com uma força de mesma intensidade, direção e de sentido contrário.

Se uma pessoa empurra uma mesa, a mesa empurra a pessoa com uma força igual e contrária.

O movimento de um foguete (ou de um avião a jato) é causado pela força de reação exercida pelos gases que ele expele.

A terra atrai a pessoa para baixo (peso da pessoa). A pessoa reage e atrai a Terra para cima com uma força igual e contrária.

Lei da Ação e Reação

A toda ação corresponde uma reação, com a mesma intensidade, mesma direção e sentidos contrários.

 

Princípio de Ação e Reação

Em um seriado que era exibido na televisão dois garotos relembravam uma briga entre eles. Depois de tanto conversarem amistosamente começaram a discutir:
Você lembra daquele soco que te dei no nariz?
Que soco?
Aquele que eu te dei e fiz, até, sair sangue do seu nariz!
Ah... Aquele... Mas não foi você que me deu um soco no nariz, mas foi eu quem deu uma narigada na sua mão!
Qual dos dois garotos estava certo? Responda antes de continuar.
Se você respondeu que os dois garotos estavam certos, acertou. Já se você respondeu que apenas o primeiro estava certo, o objetivo deste capítulo é explicar por que os dois estavam corretos.
TODAS A FORÇA É UMA INTERAÇÃO (AÇÃO MÚTUA) ENTRE DOIS CORPOS.

A 3ª LEI DE NEWTON

Sempre que um corpo exerce força sobre o outro, esse tambem exerce uma força sobre o primeiro.
Antes de continuar, vamos fazer analise na afirmação acima, pois isto é de crucial importância para o entendimento da terceira lei de Newton.
Veja a figura abaixo

De acordo com Newton, neste esquema a mão empurra o bloco com uma força e o bloco empurra a mão, com outra força - (o sinal - indica que a força segue em sentido contrário a primeira), formando uma ação de interação entre os dois corpos.
Esta ação é bem visível a interação entre os corpos. Você empurra o bloco, logo o bloco se movimenta; o bloco te empurra, logo sente-se uma força agindo sobre a nossa mão.
Para facilitar podemos construir um diagrama que nos ajudará bastante, veja

Você empurra o bloco; o bloco empurra você; você empurra o bloco; o bloco empurra você; ....
Para treinar, imagine uma situação de um martelo empurra um prego, faça a distribuição das forças e um diagrama igual ao de cima.
Depois de vermos tudo isto podemos enunciar, a terceira lei da seguinte maneira
SEMPRE QUE UM CORPO EXERCE UMA FORÇA SOBRE OUTRO, ESSE OUTRO EXERCERÁ SOBRE O PRIMEIRO UMA FORÇA DE MESMO MÓDULO E EM SENTIDO CONTRÁRIO
Como é possível ver no exemplo anterior: a mão exerce uma força sobre o bloco e o bloco exerce uma outra força de mesma intensidade e direção, mas em sentido contrário.

O QUE É E O QUE NÃO É TERCEIRA LEI DE NEWTON?

Há situações na física em que podemos, facilmente, confundir os pares ação e reação contra qualquer outro par de força, por exemplo as forças que se anulam quando o corpo esta em repouso ou em movimento constante, como indica o princípio da inércia, formulado por Newton.
Vamos pegar um exemplo clássico de um sistema em que muitos erram em classificar os pares ação e reação. Imagine dois bloco em repouso, um de ferro e outro de imã

O dinamômetro informa que as forças possuem a mesma intensidade, e você deverá concordar comigo em dizer que possui a mesma intensidade de dedução retirada da primeira lei de Newton (diz que quando a soma de todas as forças de um corpo forem iguais a zero este corpo permanecerá em repouso ou em movimento constante, e os nossos blocos estão em repouso);
logo deduzimos em seguida que possui a mesma intensidade de portanto vemos que as quatro forças representadas possuem o mesmo módulo.
Agora vamos analisar somente um dos blocos acima, o bloco do imã

Como este corpo esta em repouso, são iguais e opostas não para satisfazer a terceira lei de Newton, mas para satisfazer a primeira lei. Se quisermos achar o par ação da forçadevemos procurá-lo no bloco de ferro, uma vez que

Com este diagrama podemos facilmente ver que o par ação reação do sistema são as forças(força do imã "puxando" o ferro) e (força do ferro "puxando" o imã).
Agora podemos fazer uma outra experiência e chegar em uma outra conclusão.
Solte um dos blocos e você verá que o mesmo iniciará movimento, pois mesmo as forças sendo iguais e opostas, elas não se equilibram pois agem em corpos diferentes. A força que equilibra a força é a força e a força que equilibra a força é a força
Para finalizar vamos realizar uma ultima experiência: Imagine o mesmo sistema em que a massa do ferro é o dobro da massa do imã. Se é verdade que as forças que agem em cada um deles é igual em módulo, quando eles forem soltos, percorrerão a mesma distância antes de colidirem?
A resposta é não: o bloco de ferro deslocar-se-á menos que o bloco de imã. Apesar de as forças serem iguais em módulo, o bloco de ferro possui maior massa, portanto menor aceleração esta em repouso sobre uma superfície, como indica a figura

Vamos pensar da seguinte maneira: A caixa está sendo atraído pela Terra (representada pela força) (como já sabemos tudo é atraído para o centro da Terra devido a força da gravidade), e a mesma caindo para o centro da Terra "comprime" a superfície com a força (fica mais fácil visualizar este fenômeno, incluindo no sistema uma camada de espuma entre a superfície e caixa). A superfície reage exercendo sobre a caixa uma forçaO processo termina quando a força equilibra a força da caixa.
Como vimos acima, a caixa, assim como tudo que está sobre a superfície da Terra, é atraída para o centro da Terra pela força da gravidade; em reação o caixa exerce uma força que "puxa" a terra para o seu centro. Logo, podemos ver o par ação e reação neste sistema e se quisermos podemos ainda montar um diagrama, veja

A Terra atrai a caixa que atrai a Terra que atrai a caixa que atrai a Terra que atrai a caixa que atrai a Terra que atrai a caixa, que atrai a Terra ...

PORTANTO O PAR REAÇÃO DA FORÇA PESO ESTÁ NO CENTRO DA TERRA

Vamos montar um breve resumo de tudo o que vimos até agora:
Ação e Reação, mesmo iguais e opostas, não se equilibram, pois agem em corpos distintos. Cada força que constitui o par tem o seu próprio efeito.
Ação e Reação são sempre iguais em valor; seus efeitos é que podem ser diferentes, pois dependerão de outros fatores ( por exemplo, a massa).
Ação e Reação ocorrem simultaneamente, e não uma primeiro e depois a outra, de modo que qualquer uma das forças podem ser chamada de ação ou reação
Ação e Reação são iguais e opostas mesmo que o sistema não seja de equilíbrio.
E para terminar vamos ver alguns exemplos em que há a ação e reação em nosso cotidiano:
Quando andamos, utilizamos o atrito existente entre o chão e os nossos pés, bem como a terceira lei de Newton: empurramos o chão para trás; o chão reage empurrando nosso pé para frente.
O que acontece quando tentamos andar em um pista de gelo, onde o atrito é quase nulo?
As rodas de tração do carro, acopladas ao motor, giram e empurram o chão para trás; o chão reage empurrando as rodas para frente.
O nadador empurra a água para trás; ela reage empurrando o nadador para frente.
As hélices jogam o ar para trás; o ar empurra o avião para frente.