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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.
Por meio da terceira lei de Newton, é possível perceber que todas as forças formam-se e cancelam-se aos pares, isto é, quando um corpo A faz força sobre um corpo B, esse corpo B resiste à aplicação dessa força por meio da reação, que atua sobre o corpo A. As forças de ação e reação possuem intensidades iguais, sentidos opostos e atuam em corpos diferentes. Além disso, essas forças produzem acelerações nos corpos A e B, no entanto, se olharmos os corpos A e B como um único sistema de corpos, veremos que as forças de ação e reação cancelam-se. É por esse motivo que dizemos que as forças de ação e reação são internas.
Leia também: Leis de Newton - 1ª, 2ª e 3ª lei de Newton e aplicações
Tópicos deste artigo
- 1 - Forças de ação e reação e seus efeitos
- 2 - Forças internas e externas
- 3 - Fórmula da terceira lei de Newton
- 4 - Exemplos da terceira lei de Newton
- 5 - Força peso e força normal
- 6 - Exercícios sobre a terceira lei de Newton
Forças de ação e reação e seus efeitos
Considere dois patinadores de gelo, A e B, posicionados em solo plano, não havendo quaisquer forças de atrito. Se o patinador A empurra o patinador B, ambos se afastam, uma vez que as forças de ação e reação atuam em corpos diferentes e em sentidos opostos. Apesar de as forças de ação e reação serem iguais, a aceleração adquirida por cada um dos patinadores é diferente, pois depende de suas massas (inércias).
A ideia de que as forças de ação e reação têm a mesma intensidade pode ser pouco intuitiva. Para tentar entender isso melhor, imagine uma situação em que um caminhão em movimento atinge uma pequena pluma. A força que o caminhão faz sobre a pluma é igual à força que a pluma faz sobre o caminhão, contudo, a aceleração produzida sobre o caminhão é muito pequena, em razão de sua grande inércia. É por isso que o efeito das forças de reação é muito mais expressivo em corpos de menor massa.
De modo similar, a Terra nos puxa para baixo e nós puxamos a Terra para cima com a mesma intensidade, todavia, a aceleração que é produzida sobre nós é muito maior do que aquela que é produzida sobre a Terra.
Forças internas e externas
Imagine a seguinte situação: uma pessoa é deixada no interior de um veículo estacionado, livre para se mover, em uma rua plana. A pessoa pode aplicar forças contra qualquer uma das partes internas do veículo que ele não se moverá. Isso acontece porque a força feita pela pessoa sobre o veículo é igual à força que o veículo faz sobre a pessoa.
Essa análise pode ser aplicada a toda matéria que se encontra em estado sólido, por exemplo. Em uma barra metálica, as forças de atração entre os átomos cancelam-se aos pares, de modo que o seu formato permanece sempre o mesmo. Não há motivo para que, em algum momento, essas forças deixem de se cancelar mutuamente, por isso, somente forças externas são capazes de realizar alguma mudança no estado de movimento dessa barra metálica ou deformá-la, por exemplo.
Fórmula da terceira lei de Newton
Para expressarmos matematicamente a terceira lei de Newton, dizemos que a força que um corpo A faz sobre um corpo B (FA,B) é igual em intensidade à força que o corpo B faz sobre o corpo A (FB,A), no entanto, como as duas forças atuam na mesma direção, mas em sentidos opostos, os seus sinais são diferentes:
FA,B – força que o corpo A faz em B;
FB,A – força que o corpo B faz em A.
A figura a seguir mostra uma situação na qual um corpo aplica uma força sobre outro corpo. Perceba que as forças de ação e reação atuam em corpos diferentes e em sentidos opostos.
Exemplos da terceira lei de Newton
- Quando andamos, empurramos o chão para trás e o chão nos empurra para frente. Isso só acontece em virtude da existência de uma força de atrito entre as superfícies dos nossos pés e o chão.
- A hélice de um helicóptero produz sua força de sustentação ao empurrar o ar para baixo, que, consequentemente, empurra-a para cima.
- Ao dispararmos um projétil, é possível sentir que a arma de fogo sofre um recuo, uma vez que a força aplicada à bala é devolvida à arma em igual intensidade, porém, em sentido oposto.
- Quando sobem, os foguetes expelem grandes quantidades de gases aquecidos para baixo, desse modo, esses gases empurram o foguete para cima.
Força peso e força normal
É comum pensarmos que as forças peso e normal formam um par de ação e reação, no entanto, isso não é verdade. A força peso é a força que os astros fazem em todos os corpos que se encontram sujeitos ao seu campo gravitacional. Quando a Terra nos puxa para baixo, por exemplo, puxamos a Terra para cima, no entanto, se houver alguma superfície que possa nos impedir de continuarmos caindo em direção ao centro da Terra, faremos sobre essa superfície uma força de contato. Consequentemente, essa superfície reagirá à aplicação dessa força com uma reação, chamada de força normal.
Quando nos encontramos alinhados perfeitamente com a horizontal, a força normal e a força peso atuam na mesma direção e em sentidos opostos, cancelando-se. No entanto, por atuarem no mesmo corpo, não podem ser consideradas como pares de ação e reação.
Quando nos encontramos em uma superfície inclinada, as forças normal e peso não atuam na mesma direção, portanto, não se cancelam completamente. Desse modo, uma das componentes da força peso atua na direção do plano, fazendo com que deslizemos, caso não haja alguma força de atrito.
Veja também: Dicas para resolver exercícios sobre as leis de Newton
Exercícios sobre a terceira lei de Newton
Questão 1 - (Enem - 2018) 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.
Gabarito: Letra E
Resolução:
As forças de ação e reação sempre se formam na mesma direção, porém em sentidos opostos. Além disso, essas forças não se cancelam, uma vez que não atuam sobre os mesmos corpos.
Questão 2) (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.
Gabarito: Letra E
Resolução:
Vamos analisar as afirmativas:
Letra a: FALSA. A força que a Terra exerce sobre o garoto é a força peso.
Letra b: FALSA. A força que o pássaro faz sobre a mão do garoto é a força de ação.
Letra c: FALSA. Essa força é o peso do pássaro.
Letra d: FALSA. Essa é a força de reação ao peso do pássaro.
Letra e: VERDADEIRA. A força exercida pela mão do garoto é uma força de reação normal.
Questão 3) (UERN) Duas esferas metálicas idênticas estão carregadas com cargas elétricas de sinais iguais e módulos diferentes e se encontram situadas no vácuo, separadas uma da outra por uma distância x. Sobre a forca elétrica, que atua em cada uma dessas esferas, tem-se que são:
a) iguais em módulo e possuem sentidos opostos.
b) iguais em módulo e possuem o mesmo sentido.
c) diferentes em módulo e possuem sentidos opostos.
d) diferentes em módulo e possuem o mesmo sentido.
Gabarito: Letra A
Resolução:
Como sabemos, de acordo com a terceira lei de Newton, as forças que as esferas exercem sobre si devem ser iguais, por serem um par de ação e reação. Além disso, essas forças devem, necessariamente, apresentar módulos iguais, além de estarem dispostas em sentidos contrários.
Por Rafael Helerbrock
Professor de Física
