Terceira Lei de Newton
Teoria
A terceira lei de Newton é aquela que nos diz que, quando você dá aquela topada com o dedinho no canto da mesa, a força que o seu dedinho sofreu a mesa sofreu igual.
Existem uma coisa importante para reforçar sobre as forças de ação e reação: Quando fazemos o Diagrama de Corpo Livre de algum corpo, as forças de ação e reação não agem no mesmo corpo. Por exemplo:
Se o homem empurra a prateleira, sabemos, pela terceira lei, que a prateleira reage fazendo uma força no homem de mesma intensidade e direção, mas de sentido oposto. Vamos fazer o Diagrama de Corpo Livre da prateleira, considerando somente a força que o mesmo faz na prateleira.
E a reação, então, aparece somente no Diagrama de Corpo Livre do homem.
Exercícios Resolvidos
Exercício Resolvido #1
UNICAMP-P1-2014.1B-Q4
Visto que as forças exigidas pela 3ª lei de Newton são iguais em magnitude e opostas em sentido, como pode qualquer coisa ser acelerada?
a) A 3º lei de Newton somente se aplica quando NÃO há aceleração.
b) As forças em questão atuam em corpos diferentes.
c) A 2º lei de Newton é mais importante.
d) Outros fenômenos criam a aceleração.
e) Nenhuma das alternativas anteriores.
Passo 1
Vamos analisar as alternativas uma a uma:
Alternativa : A 3º lei de Newton somente se aplica quando NÃO há aceleração.
Errado! A terceira lei de Newton sempre pode ser aplicada, é por isso que é nomeada como uma lei da física, por poder ser aplicada SEMPRE.
Alternativa : As forças em questão atuam em corpos diferentes.
Correto! Os pares ação e reação descritos na 3ª lei de Newton atuam em corpos diferentes, ou seja, se você aplicar uma força em uma bolinha com a palma da sua mão, a reação dessa força não estará na bolinha, estará na palma da sua mão! Logo, a força que você aplicou na bolinha não será cancelada pela reação, pois está não está aplicada a bolinha.
Alternativa : A 2º lei de Newton é mais importante.
Errado. Como dito na alternativa , nenhuma lei pode ser quebrada.
Alternativa : Outros fenômenos criam a aceleração.
Errado. A aceleração só pode ser criada através de uma força, do contrário estaria contrariando a 2ª lei de Newton, que como já dizemos anteriormente, não pode ser quebrada.
Resposta
Alternativa .
Exercício Resolvido #2
UFRJ-Física 1-P1 2012.1 ME6
Sobre um corpo atuam duas forças bidimensionais e e a aceleração do corpo é nula. Qual afirmação é verdadeira?
- e constitiuem o par ação e reação
- A força é igual à força
- Se em relação a um sistema de referência a componente de em relação a é positiva e a componente de em relação a é negativa então nesse mesmo referencial a componente de em relação a é negativa e a componente de em relação a é positiva
- A força tem o mesmo módulo que a força pois as componentes de e são iguais em qualquer sistema de referência
- A força tem o mesmo módulo que a força mas não existe nenhuma relação entre as componentes destas forças pois estas dependem do sistema de referencia escolhido
Passo 1
Vamos analisar cada alternativa
a)
Falso, para configurar ação e reação devemos ter cada força atuando em um corpo diferente.
Passo 2
b)
Falso, Se a aceleração é zero, ele está em equilíbrio então
Logo elas não são iguais, seus sinais são opostos
Passo 3
c)
Verdadeiro, Lembra que vimos no item que
Isso nos mostra que as componentes não são iguais, mas sim que elas tem sinais diferentes.
Passo 4
d)
Falso, como vimos no item as componentes não são iguais, elas tem sinais opostos.
Passo 5
e)
Falso, Acabamos de falar no item que existe uma relação entre as componentes.
Resposta
Letra C
Exercício Resolvido #3
ENEM 2012
Durante uma faxina, a mãe pediu que o filho a ajudasse, deslocando um móvel para mudá-lo de lugar. Para escapar da tarefa, o filho disse ter aprendido na escola que não poderia puxar o móvel, pois a Terceira Lei de Newton define que se puxar o móvel, o móvel o puxará igualmente de volta, e assim não conseguirá exercer uma força que possa colocá-lo em movimento.
Qual argumento a mãe utilizará para apontar o erro de interpretação do garoto?
a) A força de ação é aquela exercida pelo garoto.b) A força resultante sobre o móvel é sempre nula.c) As forças que o chão exerce sobre o garoto se anulam.d) A força de ação é um pouco maior que a força de reação.e) O par de forças de ação e reação não atua em um mesmo corpo.
Passo 1
Garotinho espertinho esse daí, né? Hehe, então, vamos lá!
Como a gente já sabe, a lei da ação e reação fala que elas são forças de mesma intensidade, mesma direção e sentidos opostos, mas que elas não se equilibram, pois não atuam no mesmo corpo, então essa desculpinha não colou bem, hein? :p
Resposta
e) O par de forças de ação e reação não atua em um mesmo corpo.
Exercício Resolvido #4
Mundo Educação
Por que, de acordo com a Terceira lei de Newton, não seria possível utilizar uma aeronave dotada de hélices no espaço?
a) Porque as leis de Newton são válidas somente na Terra.
b) Por conta da gravidade zero do espaço que impossibilita a existência de forças.
c) No espaço, não existe ar para ser empurrado pela hélice, logo, a aeronave não pode ser impulsionada para frente. Pela Terceira lei de Newton, a hélice empurra o ar e, consequentemente, a aeronave é empurrada para frente.
d) No espaço, somente é válida a lei da Inércia, por isso a aeronava ficaria para sempre em movimento retilíneo uniforme e não chegaria a lugar nenhum.
e) No espaço, somente é válida a segunda lei de Newton.
Passo 1
Vamo nessa! O princípio que explica o funcionamento das aeronaves dotadas de hélices é exatamente Terceira lei de Newton. O que acontece é que o ar é empurrado pelas hélices e, por consequência, a aeronave é empurrada para frente como uma força de reação. Então nosso gabarito é a letra c!
Resposta
Letra c.
Exercício Resolvido #5
UFTM
Após a cobrança de uma falta, num jogo de futebol, a bola chutada acerta violentamente o rosto de um zagueiro. A foto mostra o instante em que a bola encontra-se muito deformada devido às forças trocadas entre ela e o rosto do jogador.
A respeito dessa situação, são feitas as seguintes afirmações:
I. A força aplicada pela bola no rosto e a força aplicada pelo rosto na bola têm direções iguais, sentidos opostos e intensidades iguais, porém, não se anulam.
II. A força aplicada pelo rosto na bola é mais intensa do que a aplicada pela bola no rosto, uma vez que a bola está mais deformada do que o rosto.
III. A força aplicada pelo rosto na bola atua durante mais tempo do que a aplicada pela bola no rosto, o que explica a inversão do sentido do movimento da bola.
IV. A força de reação aplicada pela bola no rosto é a força aplicada pela cabeça no pescoço do jogador, que surge como consequência do impacto.É correto o contido apenas em
a) I.
b) I e III.
c) I e IV.
d) II e IV.
e) II, III e IV.
Passo 1
Bora lá, analisar cada alternativa uma por uma!
A alternativa I tá certa, né? É o que vimos pela terceira lei de Newton!
Na alternativa II temos um errinho, porque como a gente já sabe, as forças são iguais!
Na alternativa III temos outro errinho, essa parada do tempo, porque o tempo de atuação das duas forças é igual.
E pra finalizarmos, a alternativa IV também tá errada, por que a força aplicada pela bola no rosto é a ação. O que nos deixa com o gabarito da letra a!
Resposta
a) I.
Exercício Resolvido #6
ENEM 2013
Uma pessoa necessita da força de atrito em seus pés para se deslocar sobre uma superfície. Logo, uma pessoa que sobe uma rampa em linha reta será auxiliada pela força de atrito exercida pelo chão em seus pés.
Em relação ao movimento dessa pessoa, quais são a direção e o sentido da força de atrito mencionada no texto?
a) Perpendicular ao plano e no mesmo sentido do movimento.b) Paralelo ao plano e no sentido contrário ao movimento.c) Paralelo ao plano e no mesmo sentido do movimento.d) Horizontal e no mesmo sentido do movimento.e) Vertical e sentido para cima.
Passo 1
Simbora pra mais umaa! Como a gente já sabe, o enunciado da 3° lei de Newton diz: “As forças atuam sempre em pares, para toda força de ação, existe uma força de reação.” O movimento que todo mundo produz ao andar é possível devido à reação da superfície a força feita pelos pés. Ao aplicar uma força para trás com os pés, a superfície que a gente tá pisando reage realizando uma força para frente nos pés. Ambas as forças são tangentes à trajetória, logo, paralelas à superfície. A força de atrito mencionada no texto é essa força de reação.
Tranquilo, né? Show!
Resposta
c) Paralelo ao plano e no mesmo sentido do movimento.
Exercício Resolvido #7
UFRN
Em Tirinhas, é muito comum encontrarmos situações que envolvem conceitos de Física e que, inclusive, têm sua parte cômica relacionada, de alguma forma, com a Física. Considere a tirinha envolvendo a “Turma da Mônica”, mostrada a seguir.
Supondo que o sistema se encontra em equilíbrio, é correto afirmar que, de acordo com a Lei da Ação e Reação (3ª Lei de Newton),
A) a força que a Mônica exerce sobre a corda e a força que os meninos exercem sobre a corda formam um par ação-reação.
B) a força que a Mônica exerce sobre o chão e a força que a corda faz sobre a Mônica formam um par ação-reação.
C) a força que a Mônica exerce sobre a corda e a força que a corda faz sobre a Mônica formam um par ação-reação.
D) a força que a Mônica exerce sobre a corda e a força que os meninos exercem sobre o chão formam um par ação-reação.
Passo 1
Vamo lá! Se dois corpos interagirem entre si simultaneamente, sobre cada um deles surgem forças que obedecem ao Princípio da Terceira Lei de Newton. Quando um corpo exerce uma força sobre outro, simultaneamente este outro reage sobre o primeiro aplicando-lhe uma força de mesma intensidade, mesma direção, mas sentido contrário. Então vamos analisar as alternativas.
Passo 2
A letra a e na letra d já sabemos que tá errada, porque o princípio da ação e reação só é aplicável a dois corpos, no caso você tem 3, a Mônica, a corda e os meninos.
Passo 3
Na letra b temos uma alternativa falsa também, né? A reação da força que a Mônica exerce sobre o chão tem como ação a força que o chão exerce sobre a Mônica.
Então, nossa resposta que condiz com a Lei é exatamente a letra C, onde temos dois corpos com as forças de ação e reação.
Resposta
Letra C.
Exercício Resolvido #8
UFPE 2016.2
Dois blocos em forma de cubo, de massas e , estão sobre um piso horizontal sem atrito, encostados um ao outro. Uma força horizontal de módulo é aplicada sobre , em direção a .
Encontre o módulo da força de contato entre e .
Passo 1
Vamos tentar enxergar a situação. Nós temos dois blocos (um menorzinho, com e outra maior com ) encostados um no outro.
Então é aplicada uma força horizontal no bloquinho , em direção a .
Queremos saber o módulo da força de contato que vai fazer em e, pela terceira lei de Newton, vai fazer em .
Passo 2
Agora que já visualizamos o problema, vamos separá-lo em duas partes: As forças que atuam em e as que atuam em .
Em temos a força e a força de contato que realiza, ambas horizontais mas com sentidos opostos. A força resultante vai ser
Pela segunda lei de newton, teremos:
No bloquinho , teremos apenas a força de contato. Isso nos dá:
Novamente:
Passo 3
Falta uma última coisa nas equações anteriores: A aceleração das duas caixas tem que ser igual.
Se a aceleração da caixa fosse maior, ela iria atravessar a caixa 2 (?!), porque se moveria mais rápido com o tempo. Isso é impossível, a não ser que ela fosse um fantasma.
Se a aceleração da caixa 2 fosse maior, uma hora ela iria estar mais rápida que a caixa , e elas não andariam mais juntas. Isso seria possível, mas seria confuso.
Quando as duas se soltassem, a caixa 2 não teria mais aceleração, enquanto a caixa 1 teria, e logo elas colidiriam depois de um tempo. Aí o que ia acontecer?
Vamos adicionar essa informação nas equações anteriores:
Juntando as duas, podemos achar a aceleração do nosso sistema:
Substituindo na força de contato:
Observação:
A equação é basicamente a segunda lei de newton se considerássemos os dois bloquinhos como um grande blocão.
Nesse caso, forças internas não entrariam na conta da força resultante (por causa da ação e reação) e a força resultante seria exatamente .
Poderíamos ter raciocinado assim mas ainda precisaríamos olhar cada caixa separadamente porque é exatamente a força interna que queremos calcular!
Resposta
O módulo da força de contato entre e é .