Sabemos que força é fruto da interação, ou seja, uma força atuante em um corpo representa a ação que este corpo recebe de um outro corpo.
Isaac Newton percebeu que toda ação estava associada a uma reação, de forma que, numa interação, enquanto o primeiro corpo exerce força sobre o outro, também o segundo exerce força sobre o primeiro. Assim, em toda interação teríamos o nascimento de um par de forças: o par ação-reação.
O Princípio da Ação e Reação constitui a Terceira Lei de Newton e pode ser enunciado assim:
Se um corpo A aplicar uma força sobre um corpo B, receberá deste uma força de mesma intensidade, mesma direção e sentido oposto à força que aplicou em B.
Podemos observar essa troca de forças entre dois corpos, por exemplo, na colisão abaixo.
A força que A exerce em B (
)
e a correspondente força que B exerce em A ()
constituem o par ação-reação dessa interação
de contato (colisão). Essas forças possuem mesma intensidade,
mesma direção e sentidos opostos. Ou seja:
Ao aplicarmos a terceira lei de Newton, não podemos esquecer que as forças de ação e reação:
a) estão associadas a uma única interação, ou seja, correspondem às forças trocadas entre apenas dois corpos;
b) têm sempre a mesma natureza (ambas de contato ou ambas de campo), logo, possuem o mesmo nome (o nome da interação);
c) atuam sempre em corpos diferentes, logo, não se equilibram.
Exemplos de Interações
Observe a seguir os pares ação-reação de algumas básicas interações de campo e de contato.
"Para cada ação há sempre uma reação oposta e de igual intensidade."
Fonte: www.fisica-potierj.pro.br
Quando dois corpos A e B interagem, se A aplica sobre B uma força, esse último corpo aplicará sobre A uma outra força de mesma intensidade, mesma direção e sentido contrário.
Atenção: É importante ressaltar que ação e reação nunca se anulam, pois atuam sempre em corpos diferentes.
A seguir, algumas situações analisadas a partir dessa 3ª lei de Newton.
Exemplo 1: Um indivíduo dá um soco numa parede.
Exemplo 2: Um nadador impele a água para trás com auxílio das mãos e dos pés.
- ALGUMAS FORÇAS PARTICULARES: Apresentarei a seguir algumas das forças que aparecerão com maior frequência nos exercícios de dinâmica.
- Força de reação normal N : É a força de contato entre um corpo e a superfície na qual ele se apoia, que se caracteriza por ter direção sempre perpendicular ao plano de apoio. A figura abaixo apresenta um bloco que está apoiado sobre uma mesa.
- Força de tração ou tensão T : É a força de contato que aparecerá sempre que um corpo estiver preso a um fio (corda, cabo). Caracteriza-se por ter sempre a mesma direção do fio e atuar no sentido em que se tracione o fio. Na sequência de figuras abaixo, representamos a força de tração T que atua num fio que mantém um corpo preso ao teto de uma sala.
Se o fio for ideal (massa desprezível e inextensível), a força de tração T terá o mesmo valor em todos os pontos. O fio ideal transmite integralmente a força aplicada em um dos seus extremos. Na figura abaixo vemos um operador aplicando uma força de intensidade 10 N, ao puxar um bloco. O fio, que é ideal, transmite a força integralmente ao bloco.
- Força de atrito: Seja A um bloco inicialmente em repouso sobre um plano e apliquemos a esse corpo a força F , como se vê na figura. Verificamos que mesmo tendo sido aplicada ao corpo uma força, esse corpo não se moverá.
Se isso ocorre, concluímos que sobre o mesmo estará agindo outra força, de mesmo módulo e em sentido oposto a F (figura abaixo). A essa força denominaremos força de atrito Fat. Podemos, a seguir, aumentar gradativamente o valor da força F, a intensidade da força de atrito também aumentou, de tal forma que a resultante das forças atuantes no bloco continuasse nula.
Mas a prática nos mostra que, a partir de um determinado momento, o bloco passa a se deslocar no sentido da força F . A interpretação desse fenômeno é a seguinte: Embora a intensidade da força de atrito possa aumentar à medida que aumentamos a intensidade da força solicitante F , a força de atrito atinge um determinado valor máximo; a partir desse momento, a tendência do bloco é sair do repouso.
O valor máximo atingido pela força de atrito na fase estática é diretamente proporcional à intensidade da reação normal N do bloco. Esse resultado, experimental, pode ser expresso na forma:
Nesta expressão, m e é o coeficiente de atrito estático entre o bloco e a superfície. Uma vez atingido o valor máximo da força de atrito, se aumentarmos a intensidade da força F , o corpo entrará em movimento acelerado, no sentido de F . Nessa segunda fase, denominada dinâmica, a intensidade da força de atrito será menor que o valor máximo da força de atrito estático e seu valor poderá ser considerado constante para facilitar a resolução de problemas. Caso o examinador, ao se referir à existência de atrito entre duas superfícies, não faça referência explícita ao coeficiente de atrito dinâmico ou estático, deveremos considerar m e = m d .O gráfico abaixo nos dará uma idéia aproximada de como esta força age.
obs. A força de atrito (estático ou dinâmico) não depende da área de contato entre as superfícies. Assim nas figuras abaixo, onde os dois blocos são idênticos e F também, as força de atrito tanto em 1 como em 2, são iguais, apesar de as superfícies em contato serem diferentes.
No esquema da figura, vemos a montagem da chamada máquina de Atwood: dois corpos A e B, de massa mA e mB, ligados entre si por um fio (1) ideal que passa através da polia ideal P (sem atrito e massa desprezível). O conjunto está preso ao teto por outro fio (2), também ideal. É evidente que, para que o sistema adquira uma determinada aceleração a, será necessário que mA # mB; nesse caso, abandonando-se o sistema, este entrará em movimento, de tal forma que o corpo "mais pesado" descerá, puxando o "mais leve" para cima.
Sendo inextensível o fio, ambos os corpos irão deslocar-se com acelerações de mesmo módulo, porém em sentidos opostos. A solução de problemas que envolvam tal tipo de montagem não exigirá nada além de isolar os corpos e analisar as forças que agem em cada um e finalmente equacionar através da 2ª lei de Newton.
Fonte: www.brasilescola.com
