Explique a terceira lei de Newton com base na interpretação de campo como gerador da força entre objetos.
Passo 1
O enunciado pede para entendermos a terceira lei de Newton – “ação e reação são iguais e de sinais opostos” – mas indo além da visão de forças que atuam instantaneamente entre dois corpos e introduzindo a ideia de campo como meio pelo qual a força é gerada. Vamos, portanto, definir a lei e depois mostrar como o campo entra nessa história.
Passo 2
A formulação clássica da terceira lei diz que, se o corpo 1 exerce sobre o corpo 2 uma força
, então o corpo 2 exerce sobre o corpo 1 uma força
Isso garante que não haja “força sem par” e implica a conservação do momento linear do sistema.
Passo 3
Na visão sem campo, imagina-se que o contato ou a ação à distância acontece diretamente entre os corpos, como se puxássemos alguém no vácuo sem intermediário. Esse ponto de vista gera dificuldades com a noção de propagação finita das interações (por exemplo, na eletrodinâmica tudo se move à velocidade da luz).
Passo 4
Na interpretação via campo, cada corpo cria ao seu redor um campo (gravitacional, elétrico, magnético etc.) que armazena energia e momentum. O corpo 1 gera um campo
(ou
no caso gravitacional) no espaço e esse campo age sobre o corpo 2, produzindo a força
Reciprocamente, o corpo 2 gera um campo
que age sobre o corpo 1, dando
Passo 5
A igualdade
só se mantém se o campo também tiver seu momento contado. Quando o corpo 1 distorce o campo, esse campo ganha “tensão” e, ao interagir com o corpo 2, transmite parte de seu momento. Na resposta, o campo devolve essa distorção ao corpo 1. Dessa forma, o par ação-reação é formado por:
- ação do campo de 1 sobre o corpo 2,
- reação do corpo 2 no campo,
- reação final do campo sobre o corpo 1.
Resposta
A terceira lei de Newton,
, emerge naturalmente quando reconhecemos que campos transportam energia e momento entre objetos. O corpo 1 cria um campo que empurra o corpo 2; em resposta, o corpo 2 deforma o mesmo campo e o campo transmite essa reação de volta ao corpo 1. Assim a ação e a reação aparecem como etapas de um único processo de troca de momento mediado pelo campo.