A Terceira Lei de Newton: Ação e Reação
Introdução
A física é uma ciência que busca compreender as leis fundamentais que regem o universo. Entre essas leis, as leis de movimento formuladas por Isaac Newton no século XVII são algumas das mais importantes. Dentre elas, a Terceira Lei de Newton, também conhecida como a lei da ação e reação, desempenha um papel fundamental na descrição das interações entre objetos.
Exploraremos em detalhes o que é a Terceira Lei de Newton, como ela se manifesta no mundo ao nosso redor e sua importância no estudo da física.
A Terceira Lei de Newton
A Terceira Lei de Newton pode ser enunciada da seguinte forma:
"Para toda ação, existe uma reação igual e oposta."
Em termos simples, isso significa que sempre que um objeto exerce uma força sobre outro, o segundo objeto exerce uma força de igual magnitude, mas em direção oposta, sobre o primeiro. Essas forças são sempre pares: a força de ação e a força de reação.
Exemplos Cotidianos da Terceira Lei de Newton
1. Caminhar: Quando você caminha, seus pés empurram o chão para trás. De acordo com a Terceira Lei de Newton, o chão reage empurrando seus pés para frente, o que permite o movimento.
2. Nadar: Enquanto nada, uma pessoa empurra a água para trás com as mãos e pés. A água, em contrapartida, empurra a pessoa para frente, permitindo que ela se desloque na água.
3. Lançamento de Foguetes: No espaço, os motores de um foguete empurram os gases para trás. A reação a essa força empurra o foguete para frente, permitindo que ele se mova.
Forças em Equilíbrio e Movimento
É importante notar que a Terceira Lei de Newton não implica que as forças se cancelam, pois elas agem em corpos diferentes.
Por exemplo, no caso de um livro sobre uma mesa, o peso do livro exerce uma força para baixo sobre a mesa. A mesa, em resposta, exerce uma força igual e oposta para cima sobre o livro. Essas forças não se cancelam porque atuam em objetos distintos — uma no livro e outra na mesa.
Imagem de Wolfgang Eckert por Pixabay
Importância da Terceira Lei de Newton
A Terceira Lei de Newton é crucial para entender como os objetos interagem uns com os outros. Ela nos permite calcular as forças resultantes em diferentes cenários, desde situações cotidianas até fenômenos complexos, como o funcionamento de máquinas ou a movimentação de planetas.
Conclusão
A Terceira Lei de Newton nos ensina que todas as forças ocorrem em pares e que a interação entre os objetos sempre gera uma reação de igual intensidade, mesma direção e sentidos opostos.
Este princípio fundamental da física é observado em quase todas as situações do nosso dia a dia e é essencial para o estudo e a aplicação da ciência em diversas áreas, incluindo a engenharia, a medicina e a astronomia.
Compreender a Terceira Lei de Newton nos permite não apenas descrever o mundo ao nosso redor, mas também prever o comportamento de sistemas físicos de maneira precisa e confiável.
Questões
Aqui estão três questões sobre a Terceira Lei de Newton que podem aparecer em vestibulares, juntamente com suas respectivas resoluções:
Questão 1: (UNIFESP)
Na figura abaixo, está representado um lustre pendurado no teto de uma sala. Considere as seguintes forças:
I. O peso do lustre, exercido pela Terra, aplicado no centro de gravidade do lustre.
II. A tração que sustenta o lustre, aplicada no ponto em que o lustre se prende ao fio.
III. A tração exercida pelo fio no teto da sala, aplicada no ponto em que o fio se prende ao teto.
IV. A força que o teto exerce no fio, aplicada no ponto em que o fio se prende ao teto.
Pergunta: Quais dessas forças configuram um par ação-reação, de acordo com a Terceira Lei de Newton?
a) I e II
b) II e III
c) III e IV
d) I e III
e) II e IV
Resposta: C) III e IV
Resolução: De acordo com a Terceira Lei de Newton, as forças de ação e reação atuam em corpos diferentes e são de mesma intensidade, mas em sentidos opostos. A força exercida pelo teto no fio (III) e a força exercida pelo fio no teto (IV) formam um par ação-reação, pois elas são forças de interação direta entre esses dois corpos.
Questão 2: (FCM-PB)
Ao observar um homem empurrando um carro com problemas mecânicos, você pensa na Terceira Lei de Newton. Sobre essa cena:
I. Sobre o homem atuam duas forças: a força de reação exercida pelo carro e a força de atrito exercida entre seus pés e o solo.
II. As duas forças da afirmativa anterior sendo iguais, o homem não se deslocará para trás como reação à força exercida sobre o carro.
III. Caso a força de reação seja maior do que a força de atrito, o homem se deslocará para trás, empurrado em reação pelo carro.
IV. O movimento do carro só depende das forças que atuam sobre o próprio carro e nada tem a ver com a força de reação que age em quem está empurrando-o.
Pergunta: Quais dessas afirmativas estão corretas?
a) Apenas I e II
b) Apenas I, II e III
c) Apenas I
d) Apenas IV
e) I, II, III e IV
Resposta: E) I, II, III e IV**
Resolução: Todas as afirmações estão corretas quando interpretadas sob a luz da Terceira Lei de Newton. A força de reação entre o homem e o carro, a força de atrito e o impacto dessas forças no movimento do carro e do homem são todos aspectos interconectados que obedecem à Lei da Ação e Reação.
Questão 3: (ENEM PPL 2012)
Durante uma faxina, a mãe pediu que o filho a ajudasse a mover um móvel. O filho recusou, dizendo que se ele puxar o móvel, o móvel o puxará de volta, impedindo que ele consiga movê-lo. A mãe então explicou que:
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.
Resposta: E) O par de forças de ação e reação não atua em um mesmo corpo.
Resolução: A explicação correta é que as forças de ação e reação atuam em corpos diferentes. A força que o garoto exerce sobre o móvel é a ação, enquanto a força que o móvel exerce sobre o garoto é a reação. Essas forças, por estarem em corpos diferentes, não se anulam, permitindo que o movimento ocorra.
Essas questões exemplificam como a Terceira Lei de Newton é aplicada em diferentes contextos nos vestibulares e ENEM, reforçando a importância de entender as interações entre forças em sistemas físicos.
Autor: Nilson Andrade
Mestre em Ensino de Física e Licenciado em Física.