Terceira Lei de Newton: o que é e exemplos

Um dos assuntos mais importantes do Enem é a terceira lei de Newton, ou lei da ação e reação, princípio básico da Dinâmica onde aparecem a interação entre corpos e ação de forças entre eles. Em outras palavras, quando temos uma interação entre dois corpos, temos um par de forças atuando na mesma intensidade, mesma direção e sentido opostos, sendo este par denominado ação-reação, possuindo a mesma natureza, mas atuando em corpos distintos.

É importante observar que a terceira lei de Newton no Enem é cobrada em problemas cotidianos com aplicabilidade na vivência dos estudantes e que os conhecimentos da primeira e segunda lei também serão fundamentais para o desenvolvimento das resoluções.

Por fim, apresentaremos os conceitos mais importantes e suas aplicabilidades para sua prova, como: o que são forças internas e externas, quais os principais efeitos das forças de ação e reação e como aparecem aplicados em problemas cotidianos e quais os passos para sua resolução.

Forças de ação e reação e seus efeitos

Sabemos que para cada ação de uma força em um determinado corpo, existe uma reação de mesma intensidade e direção, com sentido oposto, cada uma delas aplicada a um dos corpos. É simples observar aplicações dessa natureza em nosso cotidiano, basta imaginarmos nossa mão empurrando uma parede, se exercemos uma força com nossa mão sobre a parede, esta exerce sobre nossa mão uma força igual e oposta, chamamos esse conjunto de par ação-reação.

Vários são os exemplos dos pares ação-reação, a força gravitacional que a Terra exerce sobre a Lua, tem uma reação da Lua sobre a Terra que é capaz de formar as marés, ou ainda, um carro entrando em colisão com uma parede, existem sensores capazes de identificar a colisão e acionar o Airbag, além das forças que podem agir à distância, como as interações entre ímãs, entre tantos outros exemplos.

Forças internas e forças externas

Para muitos modelos anteriores em nosso estudo, usamos o conceito de partícula, onde toda a massa do objeto e suas dimensões eram localizadas em um único ponto. Aqui também usaremos uma definição parecida para classificar um sistema físico.

Um sistema físico será um recorte da realidade onde existem interações acontecendo, como forças agindo internamente ou externamente ao sistema considerado.

As forças internas são aquelas que agem dentro do sistema considerado, enquanto forças externas são impressas no sistema por algum agente externo e são aquelas capazes de realizar modificações no estado de movimento dos corpos.

Exemplos de forças internas a um sistema são a gravitacional ou força magnética, já as forças externas serão a força de arrasto do ar ou a força de atrito.

Fórmula da 3° Lei de Newton

Observamos que a terceira lei de Newton amplia nosso entendimento sobre o conceito de força, já que consideramos que entre os corpos podem existir interações, ou seja, a força existe como um dos pares de ação ou reação.

Como definimos que as forças têm o mesmo módulo, mesma direção e sentidos contrários, atuando sobre diferentes corpos, algebricamente escrevemos:

A força de um corpo A que atua sobre um corpo B é igual e oposta à força do corpo B que atua sobre o corpo A.

Frisamos mais uma vez que diferente do que acontece na primeira e segunda lei de Newton essas forças nunca se anulam, pois sempre serão aplicadas em corpos distintos.

Aplicação da 3° Lei de Newton

Diversas são as aplicações do princípio de ação e reação no Enem. As mais comuns são as aplicações em corda e polias. Lembre-se que as polias podem ser fixas ou móveis, na primeira não há uma diminuição da força de aplicação, já na outra é possível diminuir pela metade a força aplicada em cada polia utilizada. Veja a imagem:

Nas cordas não leve em consideração a massa e, ainda, a tensão sempre será uma constante ao longo do comprimento, sendo que para isso deve haver o equilíbrio no sistema.

Terceira Lei de Newton no Enem

As leis de Newton são um tema bastante recorrente nas provas do ENEM, já que elas descrevem toda a dinâmica do movimento, em especial, a terceira lei de Newton pela importância na descrição da interação dos corpos no par ação e reação.

Resolveremos agora uma questão do ENEM aplicada no ano de 2013 que trabalha o conceito da terceira lei de Newton, vejamos:

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.

Para a resolução da questão partimos do conceito da terceira lei de Newton, onde é tratado as forças de interação do par ação e reação, no caso, a força de atrito terá uma reação com mesmo módulo, direção e sentido oposto, como a força de atrito é contrária ao movimento, sua reação será no mesmo sentido do movimento, sendo na mesma direção, ou seja, paralela à superfície. O item correto seria:

c) Paralelo ao plano e no mesmo sentido do movimento.