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22ª aula
Terceira Lei de Newton
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Borges e Nicolau
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Sabemos que as forças resultam da interação entre corpos. A terceira Lei de Newton, também denominada Princípio da Ação e Reação, refere-se às forças trocadas entre corpos. Ela afirma que:

Quando um corpo 1 exerce uma força F₁₂ sobre um corpo 2, este exerce no primeiro outra força F₂₁ de mesma intensidade, mesma direção e sentido oposto.

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Uma das forças é chamada de AÇÃO e a outra de REAÇÃO. Assim, podemos dizer:
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A toda força de ação corresponde uma força de reação de mesma intensidade, mesma direção e sentido oposto.
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A formulação original da terceira lei, apresentada na obra “Princípios Matemáticos de Filosofia Natural”, é a seguinte:
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A toda ação há sempre oposta uma reação igual, ou, as ações mútuas de dois corpos um sobre o outro são sempre iguais e dirigidas a partes opostas.
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Exemplificando: Considere uma caixa sobre uma cadeira. As forças que agem na caixa são: o peso P (ação da Terra) e a força normal F_N (ação da cadeira):
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Onde estão as correspondentes reações? A reação ao peso P da caixa é a força – P com que a caixa atrai a Terra. A reação da força F_N é a força – F_N da caixa sobre a cadeira.

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Animações:
Terceira Lei de Newton
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Exercícios básicos
Nota: As notações de forças em negrito representam grandezas vetoriais.

Exercício 1:
As forças P e F_N, descritas no resumo teórico, agem na caixa. Elas são consideradas um par de ação e reação?
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Exercício 2:
Analise a frase abaixo e responda se está certa ou errada: ”as forças de ação e reação não se equilibram pois estão aplicadas em corpos distintos”.
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Exercício 3:
Uma caixa tem peso igual a 10 N. Qual é a intensidade da força com que a caixa atrai a Terra?
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Exercício 4:
Dois blocos A e B estão em contato e sobre uma mesa horizontal. Uma força F, horizontal, é aplicada ao bloco A.
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Seja F_AB a intensidade da força que A exerce em B e F_BA a intensidade da força que B exerce em A. Pode-se afirmar que:F_AB
a) F_AB > F_BA
b) F_AB < F_BA
c) F_AB = F_BA
d) F_AB ≥ F_BA
e) F_AB ≤ F_BA
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Exercício 5:
Uma caixa está suspensa ao teto por meio de um fio AB. As forças que agem na caixa são o peso P e a força T, exercida pelo fio e que é chamada força de tração do fio.
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a) Onde está aplicada a força - T, reação da força T? Faça uma figura explicativa.
b) Considerando o fio AB ideal, isto é, inextensível, perfeitamente flexível e de peso desprezível, represente a força que o teto exerce no ponto A do fio.

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Exercícios de revisão

Revisão/Ex 1:
(Unitau-SP)
Se os jurados de uma luta de boxe atribuíssem a vitória ao lutador que aplicasse uma força de maior intensidade em seu adversário, então:

a) o vencedor seria o de maior massa nos braços.
b) o vencedor seria o de maior musculatura.
c) o vencedor seria aquele que conseguisse aplicar maior aceleração ao soco.
d) o vencedor seria o que tivesse maior massa em seu braço e imprimisse maior aceleração ao soco.
e) a luta terminaria empatada.

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Revisão/Ex 2:

(UNESP)
Isaac Newton foi autor de marcantes contribuições à ciência Moderna. Uma delas foi a Lei da Gravitação Universal. Há quem diga que, para isso, Newton se inspirou na queda de uma maçã. Suponha que F₁ seja a intensidade da força exercida pela Terra sobre a maçã e F₂ a intensidade da força exercida pela  maçã sobre a Terra. Então:

a) F₁ será muito maior do que F₂ 
b) F₁ será um pouco maior do que F₂
c) F₁ será igual a F₂
d) F₁ será um pouco menor do que F₂
e) F₁ será muito menor do que F₂

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Revisão/Ex 3:
(UEL-PR)
Um bloco de massa 5,0 kg está em queda livre em um local onde a aceleração da gravidade vale 9,8 m/s². É correto afirmar a respeito que:

a) a intensidade da força que o bloco exerce na Terra vale 49 N.
b) a resultante das forças que atuam no bloco é nula.
c) a intensidade da força que a Terra exerce no bloco é menor que 49 N.
d) a aceleração de queda do bloco é nula.
e) o módulo da velocidade de queda do bloco aumenta inicialmente e depois diminui.

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Revisão/Ex 4:
(UFMG)
Uma pessoa está empurrando um caixote. A força que essa pessoa exerce sobre o caixote é igual e contrária à força que o caixote exerce sobre ela. Com relação a essa situação assinale a alternativa correta:

a) a pessoa poderá mover o caixote porque aplica a força sobre o caixote antes de ele poder anular essa força.
b) a pessoa poderá mover o caixote porque as forças citadas não atuam no mesmo corpo.
c) a pessoa poderá mover o caixote se tiver uma massa maior do que a massa do caixote.
d) a pessoa terá grande dificuldade para mover o caixote, pois nunca consegue exercer uma força sobre ele maior do que a força que esse caixote exerce sobre ela.

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Revisão/Ex 5:
(UFPB)
Um livro está em repouso num plano horizontal. Atuam sobre ele as forças peso (P) e normal (F_N).

Analise as afirmações abaixo:

I - A força de reação à força peso está aplicada no centro da Terra.
II - A força de reação a normal está aplicada sobre o plano horizontal.
III - O livro está em repouso e, portanto, normal e peso são forças de mesmas intensidades e direção, porém de sentidos contrários.
IV - A força normal é reação à força peso.

Pode-se dizer que:

a) todas as afirmações são verdadeiras.
b) apenas I e II são verdadeiras.
c) apenas I, II e III são verdadeiras.
d) apenas III e IV são verdadeiras.
e) apenas III é verdadeira.

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Desafio:

A figura representa dois blocos, A e B, apoiados um sobre o outro. Os blocos estão em repouso sobre uma mesa.

a) Desenhe todas forças que agem no bloco A.
b) Esclareça onde estão aplicadas as correspondentes reações.
 
A resolução será publicada na próxima segunda-feira.

Resolução do desafio anterior: 

Um corpo de massa igual a 3,0 kg é submetido à ação simultânea e exclusiva de duas forças constantes de intensidades iguais a 12 N e 18 N, respectivamente. Qual é o intervalo possível para a aceleração desse corpo?
 
Resolução:

1° caso:
As forças têm mesma direção e mesmo sentido, sendo a resultante máxima.

F_R = (18+12)N => F_R = 30 N

Aplicando o Princípio fundamental da Dinâmica, temos:

F_R = m.a => 30 = 3,0.a_máx => a_máx = 10 m/s²

2° caso:
As forças têm mesma direção e sentidos opostos, sendo a resultante mínima.

F_R = (18-12)N => F_R = 6,0 N

Aplicando o Princípio fundamental da Dinâmica, temos:

F_R = m.a => 6,0 = 3,0.a_mín => a_mín = 2,0 m/s²

Portanto, a aceleração está compreendida no intervalo:

2,0 m/s² ≤ a ≤ 10 m/s²