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.
A reação da parede sobre sua mão é
• 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.
Máquina de Atwood:
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.
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