La Tercera Ley de Newton, también llamada Acción y Reacción, relaciona las fuerzas de interacción entre dos cuerpos.
Cuando un objeto A ejerce una fuerza sobre otro objeto B, este otro objeto B ejercerá una fuerza de la misma intensidad, la misma dirección y la dirección opuesta sobre el objeto A.
Dado que las fuerzas se aplican a diferentes cuerpos, no se equilibran.
Ejemplos:
- Al disparar un tiro, un tirador es impulsado lejos de la bala por una fuerza de reacción de disparo.
- En una colisión entre un automóvil y un camión, ambos reciben la acción de fuerzas de la misma intensidad y dirección opuesta. Sin embargo, encontramos que la acción de estas fuerzas en la deformación de los vehículos es diferente. Por lo general, el automóvil está mucho más "aplastado" que el camión. Este hecho ocurre por la diferencia en la estructura de los vehículos y no por la diferencia en la intensidad de estas fuerzas.
- La Tierra ejerce una fuerza de atracción sobre todos los cuerpos cercanos a su superficie. Según la tercera ley de Newton, los cuerpos también ejercen una fuerza de atracción sobre la Tierra. Sin embargo, debido a la diferencia de masa, nos encontramos con que el desplazamiento que sufren los cuerpos es mucho más considerable que el que sufre la Tierra.
- Las naves espaciales utilizan el principio de acción y reacción para moverse. Al expulsar los gases de combustión, son impulsados en dirección opuesta a las salidas de estos gases.
Aplicación de la tercera ley de Newton
Muchas situaciones en el estudio de la dinámica presentan interacciones entre dos o más cuerpos. Para describir estas situaciones aplicamos la Ley de Acción y Reacción.
Al actuar en diferentes cuerpos, las fuerzas involucradas en estas interacciones no se anulan entre sí.
Como la fuerza es una cantidad vectorial, primero debemos analizar de forma vectorial todas las fuerzas que actúan sobre cada cuerpo que conforma el sistema, marcando los pares de acción y reacción.
Después de este análisis, establecimos las ecuaciones para cada cuerpo involucrado, aplicando la 2ª Ley de Newton.
Ejemplo:
Dos bloques A y B, con masas respectivamente iguales a 10 kg y 5 kg, se apoyan sobre una superficie horizontal perfectamente lisa, como se muestra en la figura siguiente. Una fuerza constante y horizontal de intensidad 30N actúa sobre el bloque A. Determinar:
a) la aceleración adquirida por el sistema
b) la intensidad de la fuerza que el bloque A ejerce sobre el bloque B
Primero, identifiquemos las fuerzas que actúan sobre cada bloque. Para ello, aislamos los bloques e identificamos las fuerzas, como se muestra en las figuras siguientes:
Ser:
FAB: fuerza que el bloque A ejerce sobre el bloque B
Flicenciado en Letras: fuerza que el bloque B ejerce sobre el bloque A
N: fuerza normal, es decir, la fuerza de contacto entre el bloque y la superficie
P: fuerza peso
Los bloques no se mueven verticalmente, por lo que la fuerza neta en esta dirección es igual a cero. Por lo tanto, el peso y la fuerza normales se anulan mutuamente.
En la horizontal, los bloques muestran movimiento. Así que apliquemos la segunda ley de Newton (FR = m. a) y escribe las ecuaciones para cada bloque:
Bloque A:
F - flicenciado en Letras = mLA. La
Bloque B:
FAB = mB. La
Juntando estas dos ecuaciones, encontramos la ecuación del sistema:
F - flicenciado en Letras+ fAB= (mLA. a) + (mB. La)
Como la intensidad de fAB es igual a la intensidad de flicenciado en Letras, dado que uno es la reacción del otro, podemos simplificar la ecuación:
F = (mLA + mB). La
Reemplazo de los valores dados:
30 = (10 + 5). La
Ahora, podemos encontrar el valor de la fuerza que ejerce el bloque A sobre el bloque B. Usando la ecuación del bloque B, tenemos:
FAB = mB. La
FAB = 5. 2 = 10 N
Las tres leyes de Newton
el físico y matemático Isaac Newton (1643-1727) formuló las leyes básicas de la mecánica, donde describe los movimientos y sus causas. Las tres leyes fueron publicadas en 1687, en la obra "Principios matemáticos de la filosofía natural".
La 3ª Ley, junto con otras dos leyes (1ª Ley y 2ª Ley) forman los cimientos de la Mecánica Clásica.
Primera ley de Newton
LA Primera ley de Newton, también llamada Ley de Inercia, establece que "un cuerpo en reposo permanecerá en reposo y un cuerpo en movimiento permanecerá en movimiento a menos que sea influenciado por una fuerza externa".
En resumen, la Primera Ley de Newton señala que se necesita la acción de una fuerza para cambiar el estado de reposo o movimiento de un cuerpo.
También lea sobre Galileo Galilei.
Segunda ley de Newton
LA Segunda ley de Newton establece que la aceleración que adquiere un cuerpo es directamente proporcional a la resultante de las fuerzas que actúan sobre él.
Se expresa matemáticamente por:
Para obtener más información, lea también:
- Leyes de Newton
- Gravedad
- Fórmulas de física
Ejercicios resueltos
1) UFRJ-1999
El bloque 1, de 4 kg, y el bloque 2, de 1 kg, mostrados en la figura, están yuxtapuestos y apoyados sobre una superficie plana y horizontal. Se aceleran por la fuerza horizontales, con un módulo igual a 10 N, aplicadas al bloque 1 y comienzan a deslizarse sobre la superficie con fricción despreciable.
a) Determine la dirección y la dirección de la fuerza F12 ejercitado por el bloque 1 sobre el bloque 2 y calcular su módulo.
b) Determine la dirección y dirección de la fuerza F21 que ejerce el bloque 2 sobre el bloque 1 y calcule su módulo.
a) Dirección horizontal, dirección de izquierda a derecha, módulo f12 = 2 N
b) Dirección horizontal, dirección de derecha a izquierda, módulo f21 = 2 N
2) UFMS-2003
Se colocan dos bloques A y B sobre una mesa plana, horizontal y sin fricción, como se muestra a continuación. Se aplica una fuerza horizontal de intensidad F a uno de los bloques en dos situaciones (I y II). Como la masa de A es mayor que la de B, es correcto afirmar que:
a) la aceleración del bloque A es menor que la del B en la situación I.
b) la aceleración de los bloques es mayor en la situación II.
c) la fuerza de contacto entre los bloques es mayor en la situación I.
d) la aceleración de los bloques es la misma en ambas situaciones.
e) la fuerza de contacto entre los bloques es la misma en ambas situaciones.
Alternativa d: La aceleración de los bloques es la misma en ambas situaciones.
