La Terza Legge di Newton, detta anche Azione e Reazione, mette in relazione le forze di interazione tra due corpi.
Quando un oggetto A esercita una forza su un altro oggetto B, quest'altro oggetto B eserciterà una forza della stessa intensità, stessa direzione e direzione opposta sull'oggetto A.
Poiché le forze vengono applicate a corpi diversi, non si bilanciano.
Esempi:
- Quando si spara un colpo, un tiratore viene allontanato dal proiettile da una forza di reazione al fuoco.
- In una collisione tra un'auto e un camion, entrambi ricevono l'azione di forze della stessa intensità e direzione opposta. Tuttavia, abbiamo scoperto che l'azione di queste forze nella deformazione dei veicoli è diversa. Di solito l'auto è molto più "schiacciata" del camion. Questo fatto si verifica a causa della differenza nella struttura dei veicoli e non a causa della differenza nell'intensità di queste forze.
- La Terra esercita una forza attrattiva su tutti i corpi vicini alla sua superficie. Secondo la terza legge di Newton, anche i corpi esercitano una forza attrattiva sulla Terra. Tuttavia, a causa della differenza di massa, troviamo che lo spostamento subito dai corpi è molto più considerevole di quello subito dalla Terra.
- Le astronavi usano il principio di azione e reazione per muoversi. Quando espellono i gas di combustione, vengono guidati nella direzione opposta alle uscite di questi gas.
Applicazione della terza legge di Newtonton
Molte situazioni nello studio della Dinamica presentano interazioni tra due o più corpi. Per descrivere queste situazioni applichiamo la Legge di Azione e Reazione.
Agendo in corpi diversi, le forze coinvolte in queste interazioni non si annullano a vicenda.
Essendo la forza una grandezza vettoriale, dobbiamo prima analizzare vettoriale tutte le forze agenti su ciascun corpo che compone il sistema, segnando le coppie di azione e reazione.
Dopo questa analisi, abbiamo stabilito le equazioni per ogni corpo coinvolto, applicando la 2a legge di Newton.
Esempio:
Due blocchi A e B, con masse rispettivamente pari a 10 kg e 5 kg, sono appoggiati su un piano orizzontale perfettamente liscio, come mostrato nella figura sottostante. Una forza costante e orizzontale di intensità 30N agisce sul blocco A. Determinare:
a) l'accelerazione acquisita dal sistema
b) l'intensità della forza che il blocco A esercita sul blocco B
Innanzitutto, identifichiamo le forze che agiscono su ciascun blocco. Per fare ciò, abbiamo isolato i blocchi e identificato le forze, come mostrato nelle figure seguenti:
Essere:
fAB: forza che il blocco A esercita sul blocco B
fBA: forza che il blocco B esercita sul blocco A
N: forza normale, cioè la forza di contatto tra il blocco e la superficie
P: forza peso
I blocchi non si muovono verticalmente, quindi la forza netta in questa direzione è uguale a zero. Pertanto, peso normale e forza si annullano a vicenda.
In orizzontale, i blocchi mostrano il movimento. Quindi applichiamo la 2a legge di Newton (FR = m. a) e scrivi le equazioni per ogni blocco:
Blocco A:
F - fBA = mIL. Il
Blocco B:
fAB = mB. Il
Mettendo insieme queste due equazioni, troviamo l'equazione del sistema:
F - fBA+ fAB= (mIL. a) + (mB. Il)
Poiché l'intensità di fAB è uguale all'intensità di fBA, poiché l'una è la reazione all'altra, possiamo semplificare l'equazione:
F = (mIL + mB). Il
Sostituendo i valori dati:
30 = (10 + 5). Il
Ora possiamo trovare il valore della forza che il blocco A esercita sul blocco B. Usando l'equazione del blocco B, abbiamo:
fAB = mB. Il
fAB = 5. 2 = 10 N
Le tre leggi di Newton
il fisico e il matematico Isaac Newton (1643-1727) formulò le leggi fondamentali della meccanica, dove descrive i movimenti e le loro cause. Le tre leggi furono pubblicate nel 1687, nell'opera "Principi matematici di filosofia naturale".
La 3° Legge, insieme ad altre due leggi (1° Legge e 2° Legge) costituiscono i fondamenti della Meccanica Classica.
La prima legge di Newton
IL La prima legge di Newton, detta anche Legge di Inerzia, afferma che "un corpo in quiete rimarrà in quiete e un corpo in movimento rimarrà in movimento a meno che non sia influenzato da una forza esterna".
In sintesi, la prima legge di Newton sottolinea che è necessaria l'azione di una forza per modificare lo stato di quiete o movimento di un corpo.
Leggi anche su Galileo Galilei.
La seconda legge di Newton
IL 2a legge di Newton stabilisce che l'accelerazione acquisita da un corpo è direttamente proporzionale alla risultante delle forze agenti su di esso.
È espresso matematicamente da:
Per saperne di più leggi anche:
- Le leggi di Newton
- Gravità
- Formule di fisica
Esercizi risolti
1) UFRJ-1999
Il blocco 1, da 4 kg, e il blocco 2, da 1 kg, mostrati in figura, sono giustapposti e appoggiati su una superficie piana e orizzontale. Sono accelerati dalla forza orizzontale, di modulo pari a 10 N, applicato al blocco 1 e inizia a scorrere sulla superficie con attrito trascurabile.
a) Determinare la direzione e la direzione della forza F12 esercitato dal blocco 1 sul blocco 2 e calcolarne il modulo.
b) Determinare la direzione e la direzione della forza F21 esercitata dal blocco 2 sul blocco 1 e calcolarne il modulo.
a) Direzione orizzontale, direzione da sinistra a destra, modulo f12 = 2 N
b) Direzione orizzontale, direzione da destra a sinistra, modulo f21 = 2 N
2) UFMS-2003
Due blocchi A e B sono posizionati su una tavola piana, orizzontale e senza attrito come mostrato di seguito. Una forza orizzontale di intensità F viene applicata a uno dei blocchi in due situazioni (I e II). Poiché la massa di A è maggiore di quella di B, è corretto affermare che:
a) l'accelerazione del blocco A è minore di quella di B nella situazione I.
b) l'accelerazione dei blocchi è maggiore nella situazione II.
c) la forza di contatto tra i blocchi è maggiore nella situazione I.
d) l'accelerazione dei blocchi è la stessa in entrambe le situazioni.
e) la forza di contatto tra i blocchi è la stessa in entrambe le situazioni.
Alternativa d: L'accelerazione dei blocchi è la stessa in entrambe le situazioni.
