Aplicação da ação e reação.pptx

Ciências da Natureza e suas
Tecnologias - Física
Ensino Médio, 1º Ano
Aplicação da ação e reação

FÍSICA, 1º Ano do Ensino Médio
Aplicação da Ação e Reação
Vamos começar esse estudo fazendo algumas
perguntas ...
Mas antes de responder, precisaremos
conhecer alguns conceitos fundamentais da
Física ...
1. Por que não é possível uma pessoa se
erguer puxando o seu próprio cabelo?
2. Por que, quando empurramos uma
parede, não conseguimos tirá-la do
lugar?
3. Por que um foguete precisa de tanto
combustível para ser lançado?
4. Por que é tão difícil andar em pisos
escorregadios?
Imagem:
Bricktop
/
Domínio
Público

3ª Lei de Newton:
PRINCÍPIO DA AÇÃO E REAÇÃO
“A toda ação há sempre oposta uma reação igual ou as
ações mútuas de dois corpos um sobre o outro são sempre
iguais e dirigidas a partes opostas”.
(Isaac Newton - Princípio)
Imagem: Rootology / Creative Commons Attribution-Share
Alike 3.0 Unported
AÇÃO
REAÇÃO
REAÇÃO
AÇÃO
Imagem: Justin Lebar / GNU Free Documentation License

1. O par ação / reação
nunca se equilibra, pois
as forças atuam em
corpos diferentes.
2. O par aparece
instantaneamente,
então, qualquer uma das
forças pode ser ação ou
reação.
Observações:
AB F
F BA
Ação Reação
Imagens SEE-PE. BA
AB F
F





Alguns exemplos de Ação e Reação
Situações de ação e reação são muito comuns em nosso cotidiano,
ocorrem sempre que temos forças em ação e, portanto, em reação.
Imagem: HuzzarTexas Hummingbird / Creative
Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported
Imagem: Danielle / Creative Commons Attribution-
Share Alike 3.0 Unported
Imagem: Adrian Pingstone / Domínio Público

Ao empurrarmos um carro
colocando-o em movimento,
aplicamos uma força sobre ele.
A força de reação do carro está
no sentido oposto ao da força
aplicada.
Ao chutarmos uma bola, os nossos pés
aplicam uma força sobre ela. A força de
reação da bola age sobre o pé do jogador.
O pé experimenta um movimento de recuo.
Experimente chutar uma bola leve e outra
pesada, para comparar a reação da bola
sobre o seu pé.
Imagem:
Edhendersonnnnn
/
Creative
Commons
Attribution-Share
Alike
3.0
Unported
Imagem: Cdang / Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0
Unported

Um patinador encostado numa
parede ganha impulso, isto é,
ele acelera-se ao "empurrar"
essa parede com as mãos. O
resultado da reação da parede
é uma força que o habilita a
qualquer aceleração.
Os motoristas usam um pequeno
martelo de madeira para testar a
pressão dos pneus dos caminhões. Ao
batermos nos pneus, exercemos uma
força sobre eles. A força de reação dos
pneus faz o martelo inverter o sentido
do movimento. O motorista sente o
retorno e sabe quando o pneu está bom.

As tirinhas abaixo mostram situações
bem interessantes sobre o Princípio da
Ação e Reação. Analise-as e comente sua
veracidade.
http://aprendafisica.hdfree.com.br/l
eisde5.jpg
http://www.monica.com.br/comics/tirinh
as/images/tira137.gif

Reação: O prego bate no martelo
Ação: O martelo bate no prego
Imagem: Frabel / GNU Free Documentation
License
Imagem:
Bricktop
/
Domínio
Público
Reação: Força que o foguete faz no combustível
Ação: Força que o combustível faz no foguete

Normal e Peso: Ação e Reação?
Lembre-se de que: A Força Normal é a força de empurrão que uma
superfície exerce sobre um corpo nela apoiado, enquanto a Força Peso é a
Força Gravitacional com que a Terra atrai os corpos próximos à sua
superfície.
Lembre-se ainda que: o par de forças Ação
e Reação nunca atua no mesmo corpo, logo
Peso e Normal não formam o par ação e
reação.
Outro fato que impede o Peso e a Normal
formarem um par de forças ação e reação é
que elas são forças de tipos diferentes. O
Peso é uma Força de Campo, enquanto a
Normal é uma Força de Contato.
N


P


P

N


Para corpos apoiados ou em
movimento em superfícies
horizontais, como não há
movimento na direção
vertical, a Força Resultante
sobre o corpo nessa direção
é nula. Nesse caso, a
Intensidade da Normal é igual
à do Peso (N = P). Mas,
mesmo assim, elas não
formam um par de forças
ação e reação.
Normal e Peso: Ação e Reação?
N

P

Imagem:
sefcmpa
/
Creative
Commons
Attribution
2.0
Generic

Táticas para resolução de problemas
1. Faça um esquema/desenho simples da situação.
3. Isole os corpos e faça um diagrama das forças atuantes em
cada corpo.
Lembre-se de que:
• Se o corpo tem massa, existirá uma Força Peso. P = mg
• Se o corpo está em contato com a superfície, terá uma Força
Normal perpendicular à superfície.
• Se existem fios puxando corpos, existirão Forças de Tração.
2. Escolha um sistema de referência (sistema de coordenadas
x0y).

Táticas para resolução de problemas
4. Ache as componentes de cada força ao longo dos
eixos de coordenadas do sistema escolhido, caso
as forças estejam em direções diferentes desse
sistema.
6. Examine os resultados e pergunte se eles fazem
sentido.
5. Aplique a 2ª Lei de Newton para cada corpo em
cada direção do sistema de coordenadas.

Vamos
Exercitar?

A figura abaixo, mostra três caixotes com massas m1 = 45 kg,
m2 = 22 kg e m3= 33 kg apoiados sobre uma superfície
horizontal sem atrito. Uma força horizontal de intensidade 50 N
empurra os caixotes para a direita (dado g = 10 m/s2).
Determine:
a) Qual a aceleração adquirida pelos caixotes?
b) Determine os pares de forças atuantes no problema com
suas respectivas intensidades.
Exemplo 01
m1
m2
m3
F

Resolução
Seguindo as táticas apresentadas, conseguiremos resolver o
problema sem dificuldades.
Passo 1: Faça um esquema/desenho
simples da situação. Nesse caso, já
foi feito pela própria questão:
Passo 2: Escolha um sistema de
referência (sistema de coordenadas
x0y).
m1
m2
m3
F
m1
m2
m3
F
y
x
0

Resolução
Passo 3: Isole os corpos e faça um diagrama das forças atuantes em cada um
deles.
m2 m3
m1
𝐏𝟏
𝐍𝟏
𝐅 𝐅𝟐𝟏
𝐏𝟐
𝐍𝟐
𝐅𝟏𝟐 𝐅𝟑𝟐
𝐏𝟑
𝐍𝟑
𝐅𝟐𝟑

Resolução
Passo 4: Ache as componentes de cada força ao longo dos eixos de
coordenadas do sistema escolhido, caso as forças estejam em direções
diferentes desse sistema. Nesse caso, todas as forças estão na direção dos
eixos coordenados.
m2
m
3
m1
y
x
0
𝐏𝟏
𝐍𝟏
𝐅 𝐅𝟐𝟏
𝐏𝟐
𝐍𝟐
𝐅𝟏𝟐 𝐅𝟑𝟐
𝐏𝟑
𝐍𝟑
𝐅𝟐𝟑

Resolução
No eixo “y”: Como não há movimento na direção vertical (“y”), temos que:
Passo 5: Aplique a 2ª Lei de Newton para cada corpo em cada direção do
sistema de coordenadas.
𝐹𝑅 = 0 Logo: 𝑃1 = 𝑁1 𝑃2 = 𝑁2 𝑃3 = 𝑁3
No eixo “x”: Aplicando a 2ª Lei de Newton (FR = m.a) para cada corpo, temos:
m2 m3
m1
y
x
0
𝐏𝟏
𝐍𝟏
𝐅 𝐅𝟐𝟏
𝐏𝟐
𝐍𝟐
𝐅𝟏𝟐 𝐅𝟑𝟐
𝐏𝟑
𝐍𝟑
𝐅𝟐𝟑

Resolução
CORPO 1: F – F21 = m1.a
CORPO 2: F12 – F32 = m2.a
CORPO 3: F23 = m3.a
Somando as três equações.
Pelo Princípio da Ação e Reação, sabemos
que: F12 = F21 e F23 = F32, Logo:
F = (m1 + m2 + m3).a
a) Qual a aceleração adquirida pelos caixotes?
𝑭 = (𝒎𝟏 + 𝒎𝟐 + 𝒎𝟑). 𝒂 ⟹ 𝟓𝟎 = (𝟒𝟓 + 𝟐𝟐 + 𝟑𝟑). 𝒂
𝟓𝟎 = 𝟏𝟎𝟎. 𝒂 ⟹ 𝒂 =
𝟓𝟎
𝟏𝟎𝟎
= 𝟎, 𝟓 𝒎/𝒔𝟐

b) Determine os pares de forças atuantes no problema com suas respectivas
intensidades.
Resolução
m2
m
3
m1
𝐏𝟏
𝐍𝟏
𝐅 𝐅𝟐𝟏
𝐏𝟐
𝐍𝟐
𝐅𝟏𝟐 𝐅𝟑𝟐
𝐏𝟑
𝐍𝟑
𝐅𝟐𝟑
−𝐏𝟏 −𝐍𝟏
−𝐍𝟐 −𝐍𝟑
−𝐏𝟑
−𝐅

Resolução
F23 = m3.a  F23 = 33.0,5  F23 = 16,5 N = F32
Utilizando as equações encontradas, quando isolamos os corpos, temos que:
F21 = 27,5 N = F12
F – F21 = m1.a  50 – F21 = 45.0,5 
 – F21 = 22,5 – 50  – F21 = –27,5
Lembre-se de que: P = m.g
E como não há movimento na vertical, temos:
FR = 0  P = N (Peso e Normal possuem a mesma intensidade). Logo:
P1 = m1.a  P1 = 45.10  P1 = 450 N = N1
P2 = m2.a  P2 = 22.10  P2 = 220 N = N2
P3 = m3.a  P3 = 33.10  P3 = 330 N = N3

(UFMG) A Terra atrai um pacote de arroz com uma força de 49 N.
Pode-se então afirmar que o pacote de arroz:
a) atrai a Terra com uma força de 49 N.
b) atrai a Terra com uma força menor do que 49 N.
c) não exerce força nenhuma sobre a Terra.
d) repele a Terra com uma força de 49 N.
e) repele a Terra com uma força menor do que 49 N.
Exemplo 02
Resolução
Pelo Princípio da Ação e Reação, temos que:
RESPOSTA: a) atrai a Terra com uma força de 49 N.

Extras
VÍDEO DO YOUTUBE
“Ação e Reação” Degradação do Meio Ambiente
Link: http://www.youtube.com/watch?v=4zK-FN_2byQ
EXPERIÊNCIAS/ EXPERIMENTOS
Carro movido a ar – Princípio da Ação e Reação
Link: http://www.cienciamao.usp.br/tudo/exibir.php?midia=lcn&cod=_aforcadoar-principiodaac
INTERAÇÃO ENTRE CORPOS (Ação e reação)
Link: http://www.feiradeciencias.com.br/sala05/05_03.asp
Modelo de Foguete (3ª lei de Newton, Quantidade de movimento e Impulso)
Link: http://www.feiradeciencias.com.br/sala05/05_04.asp
LISTA DE EXERCÍCIOS
CEFET-SP
Link: http://www.cefetsp.br/edu/okamura/3_lei_newton_exercicos_fixacao.htm
OOCITIES
Link: http://www.oocities.org/br/cadernodefisica/acao_reacao.htm

Obrigado pela
Atenção!

Bibliografia
• BENIGNO, Barreto Filho; XAVIER, Cláudio da Silva. Física aula por aula. 1. ed.
Vol. 01. São Paulo: Editora FTD, 2010.
• GASPAR, Alberto. Compreendendo a Física. Vol. 01. São Paulo: Editora Ática,
2011.
• GUALTER; HELOU; NEWTON. Física. Vol. 01. São Paulo: Editora Saraiva, 2011.
• MÁXIMO, Antônio; ALVARENGA, Beatriz. Curso de Física. 1. ed. Vol. 01. São
Paulo: Editora Scipione, 2011.
• <http://educar.sc.usp.br> Acesso em 10/06/2012.
• <http://pt.wikipedia.org> Acesso em 10/06/2012.
• <http://www.ciencia-cultura.com/Pagina_Fis> Acesso em 10/06/2012.
• <http://www.coladaweb.com/fisica> Acesso em 10/06/2012.
• <http://www.fisica.ufs.br> Acesso em 10/06/2012.
• <http://www.fisicafacil.pro.br> Acesso em 10/06/2012.
• <http://www.if.ufrj.br> Acesso em 10/06/2012.
• <http://www.infoescola.com/fisica> Acesso em 10/06/2012.
• <http://www.mundoeducacao.com.br> Acesso em 10/06/2012.
• <http://www.sofisica.com.br/conteudos> Acesso em 10/06/2012.

Tabela de Imagens
n° do
slide
direito da imagem como está ao lado da
foto
link do site onde se conseguiu a informação Data do
Acesso
2 Bricktop / Domínio Público http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Titan_23G
_rocket_launch.jpg
12/09/2012
3a Rootology / Creative Commons Attribution-
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Sandals_w
alking.jpg
12/09/2012
3b Justin Lebar / GNU Free Documentation
License
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Model_roc
ket_launch_(Starwiz).jpg
12/09/2012
4 SEE-PE Acervo SEE-PE. 12/09/2012
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ird_Texas.jpg
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5b Danielle / Creative Commons Attribution-
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erhed.jpg
12/09/2012
5c Adrian Pingstone / Domínio Público http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Swimming.
breaststroke.arp.750pix.jpg
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6a Edhendersonnnnn / Creative Commons
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on_the_ball.jpg
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nails_smithonian.jpg
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_rocket_launch.jpg
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11 sefcmpa / Creative Commons Attribution 2.0
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arate_Kick.jpg
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