3� Lei de Newton Princ�pio de A�
Princ�pio de A��o e Rea��o
Em um seriado que era exibido na televis�o dois garotos relembravam uma briga entre eles. Depois de tanto conversarem amistosamente come�aram a discutir:
- Voc� lembra daquele soco que te dei no nariz?
- Que soco?
- Aquele que eu te dei e fiz, at�, sair sangue do seu nariz! - Ah... Aquele... Mas n�o foi voc� que me deu um soco no nariz, mas foi eu quem deu uma narigada na sua m�o!
Qual dos dois garotos estava certo? Responda antes de continuar.
Se voc� respondeu que os dois garotos estavam certos, acertou. J� se voc� respondeu que apenas o primeiro estava certo, o objetivo deste cap�tulo � explicar por que os dois estavam corretos.
TODAS A FOR�A � UMA INTERA��O (A��O M�TUA) ENTRE DOIS CORPOS.
A 3� LEI DE NEWTON
Antes de continuar, vamos fazer analise na afirma��o acima, pois isto � de crucial import�ncia para o entendimento da terceira lei de Newton.
De acordo com Newton, neste esquema a m�o empurra o bloco com uma for�a e o bloco empurra a m�o, com outra for�a - (o sinal - indica que a for�a segue em sentido contr�rio a primeira), formando uma a��o de intera��o entre os dois corpos.
Esta a��o � bem vis�vel a intera��o entre os corpos. Voc� empurra o bloco, logo o bloco se movimenta; o bloco te empurra, logo sente-se uma for�a agindo sobre a nossa m�o.
Para facilitar podemos construir um diagrama que nos ajudar� bastante, veja
Voc� empurra o bloco; o bloco empurra voc�; voc� empurra o bloco; o bloco empurra voc�; ....
Para treinar, imagine uma situa��o de um martelo empurra um prego, fa�a a distribui��o das for�as 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 FOR�A SOBRE OUTRO, ESSE OUTRO EXERCER� SOBRE O PRIMEIRO UMA FOR�A DE MESMO M�DULO E EM SENTIDO CONTR�RIO
Como � poss�vel ver no exemplo anterior: a m�o exerce uma for�a sobre o bloco e o bloco exerce uma outra for�a de mesma intensidade e dire��o, mas em sentido contr�rio.
O QUE � E O QUE N�O � TERCEIRA LEI DE NEWTON?
H� situa��es na f�sica em que podemos, facilmente, confundir os pares a��o e rea��o contra qualquer outro par de for�a, por exemplo as for�as que se anulam quando o corpo esta em repouso ou em movimento constante, como indica o princ�pio da in�rcia, formulado por Newton.
Vamos pegar um exemplo cl�ssico de um sistema em que muitos erram em classificar os pares a��o e rea��o. Imagine dois bloco em repouso, um de ferro e outro de im�
O dinam�metro informa que as for�as e possuem a mesma intensidade, e voc� dever� concordar comigo em dizer que possui a mesma intensidade de , dedu��o retirada da primeira lei de Newton (diz que quando a soma de todas as for�as de um corpo forem iguais a zero este corpo permanecer� em repouso ou em movimento constante, e os nossos blocos est�o em repouso); logo deduzimos em seguida que possui a mesma intensidade de , portanto vemos que as quatro for�as representadas possuem o mesmo m�dulo.
Agora vamos analisar somente um dos blocos acima, o bloco do im�
Como este corpo esta em repouso, e s�o iguais e possuem sentidos opostos (como diz a primeira lei de Newton), porem n�o formam par a��o e rea��o, estas for�as s�o iguais e opostas, pois como o corpo est� em repouso a resultante das for�as deve ser nula!
Portanto, as for�as e s�o iguais e opostas n�o para satisfazer a terceira lei de Newton, mas para satisfazer a primeira lei. Se quisermos achar o par a��o da for�a devemos procur�-lo no bloco de ferro, uma vez que
Com este diagrama podemos facilmente ver que o par a��o rea��o do sistema s�o as for�as (for�a do im� "puxando" o ferro) e (for�a do ferro "puxando" o im�).
Agora podemos fazer uma outra experi�ncia e chegar em uma outra conclus�o.
Solte um dos blocos e voc� ver� que o mesmo iniciar� movimento, pois mesmo as for�as sendo iguais e opostas, elas n�o se equilibram pois agem em corpos diferentes. A for�a que equilibra a for�a � a for�a e a for�a que equilibra a for�a � a for�a .
Para finalizar vamos realizar uma ultima experi�ncia: Imagine o mesmo sistema em que a massa do ferro � o dobro da massa do im�. Se � verdade que as for�as que agem em cada um deles � igual em m�dulo, quando eles forem soltos, percorrer�o a mesma dist�ncia antes de colidirem?
A resposta � n�o: o bloco de ferro deslocar-se-� menos que o bloco de im�. Apesar de as for�as serem iguais em m�dulo, o bloco de ferro possui maior massa, portanto menor acelera��o
OBSERVA��O: Imagine uma situa��o em que uma caixa com peso esta em repouso sobre uma superf�cie, como indica a figura
Vamos agora representar as for�as que agem neste sistema
Vamos pensar da seguinte maneira: A caixa est� sendo atra�do pela Terra (representada pela for�a ) (como j� sabemos tudo � atra�do para o centro da Terra devido a for�a da gravidade), e a mesma caindo para o centro da Terra "comprime" a superf�cie com a for�a (fica mais f�cil visualizar este fen�meno, incluindo no sistema uma camada de espuma entre a superf�cie e caixa). A superf�cie reage exercendo sobre a caixa uma for�a . O processo termina quando a for�a equilibra a for�a da caixa.
MAS ONDE FICA A FOR�A REA��O DA FOR�A PESO ()? (responda antes de prosseguir a leitura)
Como vimos acima, a caixa, assim como tudo que est� sobre a superf�cie da Terra, � atra�da para o centro da Terra pela for�a da gravidade; em rea��o o caixa exerce uma for�a que "puxa" a terra para o seu centro. Logo, podemos ver o par a��o e rea��o 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 REA��O DA FOR�A PESO EST� NO CENTRO DA TERRA
Vamos montar um breve resumo de tudo o que vimos at� agora:
A��o e Rea��o, mesmo iguais e opostas, n�o se equilibram, pois agem em corpos distintos. Cada for�a que constitui o par tem o seu pr�prio efeito.
A��o e Rea��o s�o sempre iguais em valor; seus efeitos � que podem ser diferentes, pois depender�o de outros fatores ( por exemplo, a massa).
A��o e Rea��o ocorrem simultaneamente, e n�o uma primeiro e depois a outra, de modo que qualquer uma das for�as podem ser chamada de a��o ou rea��o
A��o e Rea��o s�o iguais e opostas mesmo que o sistema n�o seja de equil�brio.
E para terminar vamos ver alguns exemplos em que h� a a��o e rea��o em nosso cotidiano:
Quando andamos, utilizamos o atrito existente entre o ch�o e os nossos p�s, bem como a terceira lei de Newton: empurramos o ch�o para tr�s; o ch�o reage empurrando nosso p� para frente. O que acontece quando tentamos andar em um pista de gelo, onde o atrito � quase nulo?
As rodas de tra��o do carro, acopladas ao motor, giram e empurram o ch�o para tr�s; o ch�o reage empurrando as rodas para frente.