Terza legge di Newton: che cos'è, esempi, esercizi

IL Terza legge di Newton, conosciuto come legge di azione e reazione, afferma che per ogni forza d'azione applicata a un corpo, una forza di reazione sorge in un corpo diverso. Questa forza di reazione ha la stessa intensità della forza d'azione e agisce nella stessa direzione, ma nella direzione opposta.

Attraverso Terza legge di Newton, puoi vedere che tutto forze si formano e si annullano a coppie, cioè quando il corpo A esercita una forza sul corpo B, il corpo B resiste all'applicazione di questa forza attraverso la reazione, che agisce sul corpo A. Le forze di azione e reazione hanno uguale intensità,sensiopposti e agire in corpi diversi. Inoltre, queste forze producono accelerazioni nei corpi A e B, tuttavia, se consideriamo i corpi A e B come un unico sistema di corpi, vedremo che le forze di azione e di reazione si annullano a vicenda. Ecco perché diciamo che le forze dell'azione e della reazione sono interne.

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Forze di azione e reazione e loro effetti

Consideriamo due pattinatori, A e B, posizionati su un terreno pianeggiante, senza, forze di attrito. Se il pattinatore A spinge il pattinatore B, entrambi si allontanano mentre le forze di azione e reazione agiscono su corpi diversi e in direzioni opposte. Sebbene le forze di azione e di reazione siano uguali, il accelerazione acquisito da ciascuno dei pattinatori è diverso in quanto dipende dalle loro masse (inerzia).

L'idea che le forze di azione e reazione abbiano la stessa intensità può essere pocointuitivo. Per cercare di capirlo meglio, immagina una situazione in cui un camion in movimento colpisce una piccola piuma. La forza che il camion esercita sul pennacchio è uguale alla forza che il pennacchio esercita sul camion, tuttavia, l'accelerazione prodotta sul camion è molto piccola, a causa della sua grande inerzia. Questo è il motivo per cui l'effetto delle forze di reazione è molto più espressivo nei corpi più piccoli. pasta.

Allo stesso modo, il La Terra ci tira giù e noi tiriamo su la Terra con la stessa intensità, tuttavia, l'accelerazione che si produce su di noi è molto maggiore di quella che si produce sulla Terra.

Esempi di coppie di forze di azione e reazione

Forze interne ed esterne

Immagina la seguente situazione: una persona viene lasciata all'interno di un veicolo parcheggiato, libera di muoversi, su una strada pianeggiante. La persona può applicare forze contro qualsiasi parte interna del veicolo e non si muoverà. Questo perché il la forza esercitata dalla persona sul veicolo è uguale alla forza che il veicolo esercita sulla persona.

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Questa analisi può essere applicata a tutta la materia che è allo stato solido, per esempio. In una barra di metallo, le forze di attrazione tra gli atomi si annullano a coppie, in modo che la loro forma rimanga sempre la stessa. Non c'è motivo per cui queste forze smettano di annullarsi a vicenda a un certo punto, quindi solo forze esterne sono in grado di modificare lo stato di movimento di questa barra di metallo o di deformarla, ad esempio.

Formula della terza legge di Newton

Per esprimere matematicamente il Terza legge di Newton, diciamo che la forza che un corpo A esercita su un corpo B (F_{A, B}) è uguale in intensità alla forza che il corpo B esercita sul corpo A (F_{B, A}), tuttavia, poiché le due forze agiscono nella stessa direzione, ma in direzioni opposte, i loro segni sono diversi:

F_{A, B} – forza che il corpo A esercita su B;

F_{B, A} – forza che il corpo B fa in A.

La figura seguente mostra una situazione in cui un corpo applica una forza a un altro corpo. Renditi conto che le forze di azione e reazione agiscono in corpi diversi e in direzioni opposte.

La forza che il cannone esercita sulla palla è uguale e contraria alla forza che la palla esercita sul cannone.

Esempi della terza legge di Newton

• Quando camminiamo, spingiamo indietro il terreno e il terreno ci spinge in avanti. Questo accade solo a causa dell'esistenza di una forza di attrito tra le superfici dei nostri piedi e il suolo.
• L'elica di un elicottero produce la sua forza di sostegno al spingere l'aria verso il basso, che di conseguenza la spinge verso l'alto.
• Quando si spara un proiettile, è possibile sentire che l'arma rincula, poiché la forza applicata al proiettile viene restituita all'arma con uguale intensità, ma nella direzione opposta.
• quando salgono, i razzi sputano grandi quantità di gas surriscaldati verso il basso, quindi, questi i gas spingono il razzo verso l'alto.

forza peso e forza normale

È comune pensare che le forze Peso e normale forma a coppia azione e reazione, tuttavia, questo non è vero. La forza peso è la forza che le stelle esercitano su tutti i corpi soggetti alla loro campo gravitazionale. Quando la Terra ci tira giù, per esempio, noi tiriamo su la Terra, tuttavia, se c'è una superficie che può impedirci di continuare a cadere verso il centro della Terra, faremo una forza di contatto su quella superficie. Di conseguenza, quella superficie reagirà all'applicazione di quella forza con una reazione, chiamata forza normale.

Quando ci troviamo perfettamente allineati con l'orizzontale, il forzanormale e il forzaPeso agiscono nella stessa direzione e in direzioni opposte, annullandosi a vicenda. Tuttavia, poiché agiscono nello stesso corpo, non possono essere considerati coppie di azione e reazione.

Quando ci troviamo su una superficie inclinata, le forze normale e peso non agiscono nella stessa direzione, quindi non si annullano completamente. In questo modo una delle componenti della forza peso agisce nella direzione del piano, facendoci scivolare se non c'è forza di attrito.

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Esercizi sulla Terza Legge di Newton

Domanda 1 -(Enem - 2018) Durante una pulizia, la madre ha chiesto al figlio di aiutarla, spostando un mobile per spostarlo. Per sottrarsi al compito, il figlio ha detto di aver imparato a scuola che non poteva tirare i mobili, come definisce la Terza Legge di Newton che se tiri il mobile, anche il mobile lo tirerà indietro, e quindi non potrà esercitare una forza tale da poterlo inserire movimento.

Quale argomento utilizzerà la madre per sottolineare l'errata interpretazione del ragazzo?

a) La forza d'azione è quella esercitata dal ragazzo.

b) La forza netta sul cellulare è sempre nulla.

c) Le forze che il terreno esercita sul ragazzo si annullano a vicenda.

d) La forza d'azione è leggermente maggiore della forza di reazione.

e) La coppia di forze di azione e di reazione non agisce sullo stesso corpo.

Modello: lettera e

Risoluzione:

Le forze di azione e reazione si formano sempre nella stessa direzione, ma in direzioni opposte. Inoltre, queste forze non si annullano a vicenda, poiché non agiscono sugli stessi corpi.

Domanda 2) (IFSC) Un uccello è in piedi su una delle mani di un ragazzo. È CORRETTO affermare che la reazione alla forza che l'uccello esercita sulla mano del ragazzo è la forza:

a) della Terra sulla mano del ragazzo.

b) dell'uccello sulla mano del ragazzo.

c) della Terra sull'uccello.

d) dell'uccello sulla Terra.

e) della mano del ragazzo sull'uccello.

Modello: lettera e

Risoluzione:

Analizziamo le dichiarazioni:

Lettera a: FALSO. La forza che la Terra esercita sul ragazzo è la forza del peso.

Lettera b: FALSO. La forza che l'uccello esercita sulla mano del ragazzo è la forza dell'azione.

Lettera C: FALSO. Quella forza è il peso dell'uccello.

Lettera D: FALSO. Questa è la forza di reazione al peso dell'uccello.

Lettera e: VERO. La forza esercitata dalla mano del ragazzo è una normale forza di reazione.

Domanda 3) (UEN) Due sfere metalliche identiche sono cariche di cariche elettriche di segno uguale e moduli diversi e sono situate nel vuoto, separate tra loro da una distanza x. Per quanto riguarda la forza elettrica, che agisce in ciascuna di queste sfere, si intende che esse sono:

a) uguali in modulo e con versi opposti.

b) uguali nel modulo e hanno la stessa direzione.

c) di modulo diverso e di versi opposti.

d) diversi nel modulo e hanno lo stesso significato.

Modello: Lettera a

Risoluzione:

Come sappiamo, secondo la terza legge di Newton, le forze che le sfere esercitano su se stesse devono essere uguali, in quanto sono una coppia di azione e reazione. Inoltre, queste forze devono necessariamente avere moduli uguali, oltre ad essere disposte in direzioni opposte.

Di Rafael Hellerbrock
Insegnante di fisica