A 3 ạ. lei de Newton tem como objetivo completar a descrição do movimento da partícula, levando em conta a conservação do momento linear entre a partícula alvo da segunda lei (questão 3) e a sua vizinhança.
a) Faça uma breve discussão sobre o princípio da conservação da quantidade de movimento. Que premissa é usada para afirmar que o momento linear se conserva em uma interação? O que significa o termo b) Faça uma breve discussão sobre a 3 ㅁ lei para o movimento, levando em conta o princípio discutido no item (a) desta questão.
c) Qual a origem do par de forças de ação-reação que surgem durante a interação entre duas partículas?
d) Faça uma breve discussão sobre as forças inerciais ou fictícias.

Passo 1

Beleza, então o enunciado tá pedindo quatro coisinhas sobre a 3ª lei de Newton e conservação do momento linear:
• (a) Discutir o princípio da conservação da quantidade de movimento e qual suposição leva à conservação no choque ou interação.
• (b) Relacionar isso com a 3ª lei de Newton.
• © Explicar a origem do par ação–reação entre duas partículas.
• (d) Falar um pouco sobre forças inerciais (ou fictícias).
Conteúdo: Mecânica clássica – momento linear e leis de Newton. Vamos precisar lembrar o que é momento ( ), o enunciado da 3ª lei e como aparece a conservação de em sistemas onde só atuam forças internas.

Passo 2

(a) Conservação da quantidade de movimento
  1. Momento linear é definido como ddt(vec p1 + vec p2) = vec F21 + vec F12 = vec 0 .
  2. Em uma interação entre duas partículas, se não há forças externas (ou elas são desprezíveis), a força que a partícula 1 faz na partícula 2 é , e a que a 2 faz na 1 é .
  3. Pela 3ª lei, .
  4. Pela 2ª lei, e .
  5. Somando as duas:
  6. Logo constante.
    Premissa-chave: não ter forças externas relevantes. O termo “conservação do momento linear” significa que o vetor do sistema não muda com o tempo.

Passo 3

(b) Ligação com a 3ª lei
A 3ª lei de Newton (ação e reação) garante que cada par de forças internas seja igual em módulo e oposto em direção. É justamente esse balanço interno que anula toda contribuição no somatório de forças do sistema, dando a conservação de . Ou seja, sem a 3ª lei a gente não teria certeza de que e aí não sairia aquela derivada nula.

Passo 4

© Origem do par ação–reação
O par de forças de ação–reação vem da própria interação física:
• Se a partícula 1 “empurra” a partícula 2, surge uma deformação, campo ou perturbação (dependendo do tipo de força: contato, elétrica, gravitacional etc.).
• Esse campo age de volta na partícula 1 com mesma intensidade mas sentido contrário.
Físico falando: toda força tem origem em um campo (elétrico, magnético, tensional etc.) e esses campos obedecem simetria que garante .

Passo 5

(d) Forças inerciais (fictícias)
• São forças que “aparecem” quando você escolhe um referencial não inercial (isto é, acelerado).
• Exemplo clássico: dentro de um carro fazendo curva, você “sente” uma força que te empurra pra fora. Essa força não vem de nenhum contato real, é só efeito de estar num referencial acelerado.
• Formalmente, para escrever a 2ª lei num referencial acelerado a gente inclui , garantindo que í.

Resposta

a) A conservação do momento linear ( ) surge se não houver forças externas, pois a 3ª lei garante .
b) A 3ª lei é justamente o fundamento interno que zera o somatório das forças entre pares de partículas, resultando na conservação de .
c) O par ação–reação nasce da resposta do campo (ou da deformação) gerado pela partícula 1 sobre a partícula 2, que reage sobre a 1 com força inversa.
d) Forças inerciais são “forças inventadas” para aplicar a 2ª lei em referenciais acelerados; elas não têm nenhum agente físico real, aparecem só pelo movimento do referencial.

Exercícios relacionados