TERCERA LEY DE NEWTON

 

La tercera ley de Newton establece lo siguiente:

 

                    Siempre que un objeto ejerce una fuerza sobre un segundo objeto, el segundo objeto ejerce una fuerza de igual magnitud y dirección opuesta sobre el primero.  Con frecuencia se enuncia como "A cada acción siempre se opone una reacción igual".  En cualquier interacción hay un par de fuerzas de acción y reacción, cuya magnitud es igual y sus direcciones son opuestas. Las fuerzas se dan en pares, lo que significa que el par de fuerzas de acción y reacción forman una interacción entre dos objetos.

 

 

CARACTERÍSTICAS:

 

1. Más que referirse a la relación entre fuerza y movimiento, ayuda a comprender las características comunes que tienen todas las fuerzas que actúan sobre los cuerpos. Toda fuerza resulta de la interacción de, por lo menos, dos objetos.
2. Newton observó que durante este proceso, los dos cuerpos se ven afectados y se deforman, o alteran su estado de movimiento. Si lanzas un huevo contra otro, los dos se rompen; si aplaudes violentamente, las dos manos te duelen; cuando dos canicas chocan, ambas se desvían.

 

 

 EJEMPLOS EN LA VIDA CONTIDIANA SOBRE ACCIÓN Y REACCIÓN

 

Al patear una pelota, el pie ejerce una fuerza sobre ésta; pero, al mismo tiempo, puede sentirse una fuerza en dirección contraria ejercida por la pelota sobre el pie.

Si una persona empuja a una pared la pared. La persona ejerce una fuerza sobre la pared y la pared otra fuerza sobre la persona.

Cuando una persona camina empuja hacia atrás el suelo, la reacción del suelo es empujarlo hacia adelante, por lo que se origina un movimiento de la persona hacia adelante. Lo mismo sucede con un auto en movimiento, las ruedas empujan el camino y este la empuja hacia adelante.

Un objeto colgando de una cuerda ejerce una fuerza sobre la cuerda hacia abajo, pero la cuerda ejerce una fuerza sobre este objeto hacia arriba, dando como resultado que el objeto siga colgando y no caiga.

EJERCICIOS RESUELTOS:http://locosporlafisic.blogspot.com/2013/04/ejercicios-de-la-tercera-ley-de-newton.html#!/2013/04/ejercicios-de-la-tercera-ley-de-newton.html
1. Consideramos un cuerpo con un masa m = 2 Kg. que está en reposo sobre un plano horizontal, como el indicado en la figura 17. a) Haz un diagrama de cuerpo libre. b) Calcular la fuerza con que el plano reacciona contra el bloque.

 

 a) Las fuerzas que actúan sobre el bloque están representadas en la figura 18, donde se elije un eje de coordenadas cuyo origen es el centro del cuerpo, mostrándose las fuerzas verticales: el peso  y la normal 

b) Para calcular la fuerza que el plano ejerce sobre el bloque aplicamos la segunda ley de Newton:

Como  actúa hacia arriba y   actúa hacia abajo, la resultante viene dada en módulo por N – P, que al aplicar la segunda ley de Newton escribimos:

N – P = m . a

Como en la dirección vertical no hay movimiento entonces la aceleración es cero (a = 0), luego

N – P = 0

N = P

N = m . g (porque P = m ( g)

Sustituyendo los valores de m y g se tiene:

N = 2 Kg . 9,8 m/s2

N = 19,6 N

Esta es la fuerza con que el plano reacciona sobre el bloque.

 2. En la figura 19 se muestran dos masas M1 = 3 Kg. y M2 = 5 Kg. colgando de los extremos de un hilo que pasa por la garganta de una polea a) Hacer un diagrama de las fuerzas que actúan b) Calcular la tensión del hilo y la aceleración con que se mueve el sistema.

 a) Obsérvese la figura 20(a), la cual representa el diagrama del cuerpo libre para el cuerpo de masa M1.

 Es la tensión del hilo, actuando hacia arriba.

    El peso del cuerpo de masa M1.

En la figura 20(b) se muestra el diagrama de cuerpo libre para el cuerpo de masa M2.

 Es la tensión del hilo, actuando hacia arriba.

 El peso del cuerpo de masa M2.

b) Como el cuerpo de masa M1 sube, la tensión T es mayor que P, por lo que podemos escribir en módulo la segunda ley de Newton así:

T – P1 = M1 . a.………………………………………… (A)

Como el cuerpo de masa M2 baja, el peso P2 es mayor que T, pudiéndose escribir en módulo la segunda ley de Newton así:

P2 – T = M2 . a.………………………………………… (B)

Despajando T de la ecuación (A) nos queda que:

T = M1 . a + P1

Sustituyendo ésta expresión en (B) tenemos:

P2 – (M1 . a + P1) = M2 . a

P2 – P1 = M2 . a + M1 . a

Sacando a como factor común:

P2 – P1 = a . (M2 + M1)

Despejando nos queda:

(C)

Calculemos por separado P1 y P2

P1 = M1 . g = 3 Kg . 9,8 m/s2

P1 = 29,4 N

P2 = M2 . g = 5 Kg. . 9,8 m/s2

P2 = 49 N

Sustituyendo todos los valores conocidos en la expresión (C) nos queda que:

 La tensión la obtenemos sustituyendo en la expresión:

T = M1 .  a + P1

T = 3 Kg .  2,45 m/s2 + 29,4 N

T = 7,35 N + 29,4 N

T = 36,4 N

Luego y T = 36,4 N

EJERCICIOS A RESOLVERhttps://www.fisicalab.com/apartado/principio-accion-reaccion#contenidos

 3. En la figura 21 se muestran dos bloques de masa M2 = 2 Kg. que arrastra sobre el plano horizontal al cuerpo de masa M1 = 7 Kg. Calcular la aceleración del sistema y tensión de la cuerda.
4.Dos niños, Juan de 20kg y Pedro de 25kg, están frente a frente en una pista de hielo. Juan da un empujón a Pedro y este sale despedido con una rapidez de 3m/seg. Calcular la rapidez con que retrocede Juan, suponiendo que los patines no ofrecen resistencia al movimiento
 5.Dos niños están patinando sobre una pista de hielo. Se empujan y salen despedidos con velocidades de 3m/seg y 3,5m/seg. Si la masa del primer niño es de 25kg, calcular la masa del segundo.

 http://leyes-de-newton-fisica.blogspot.com/p/ejercicios.html