(RA1) A respeito da Terceira lei de Newton, pode-se afirmar que (Justifique as erradas):
a) Os pares de ação e reação podem ser formados exclusivamente por forças de contato. \_\_\_\_
b) As forças de ação e reação sempre se anulam. \_\_\_\_
c) A força normal é uma reação da força peso aplicada por um corpo sobre uma superfície. \_\_\_\_
d) As forças de ação e reação sempre atuam no mesmo corpo. \_\_\_\_
e) Como estão aplicadas em corpos diferentes, as forças de ação e reação não se equilibram. \_\_\_\_

Passo 1

O enunciado pede que eu avalie cinco afirmações sobre a Terceira Lei de Newton e justifique as que estiverem erradas. As afirmações são:
a) Os pares de ação e reação podem ser formados exclusivamente por forças de contato.
b) As forças de ação e reação sempre se anulam.
c) A força normal é uma reação da força peso aplicada por um corpo sobre uma superfície.
d) As forças de ação e reação sempre atuam no mesmo corpo.
e) Como estão aplicadas em corpos diferentes, as forças de ação e reação não se equilibram.
Tenho que marcar cada afirmação como verdadeira ou falsa e justificar as erradas.

Passo 2

Vamos enunciar com clareza a Terceira Lei de Newton (isso é o que a prova espera que você conheça). A lei diz que, para qualquer interação entre dois corpos A e B, se o corpo A exerce sobre B uma força \vec{F}_{A\to B}, então o corpo B exerce sobre A uma força \vec{F}_{B\to A} tal que
\vec{F}_{A\to B} = -\,\vec{F}_{B\to A}.
Explicando cada parte dessa fórmula: \vec{F}_{A\to B} é a força que A aplica em B; \vec{F}_{B\to A} é a força que B aplica em A. O sinal negativo indica que as duas forças têm mesma intensidade (mesma magnitude) e direções opostas (sentidos contrários).

Passo 3

Propriedades importantes que vem direto da formulação e que ajudam a resolver a questão:
  • As forças de ação e reação têm a mesma magnitude e direções opostas. Em símbolos: |\vec{F}_{A\to B}| = |\vec{F}_{B\to A}| e \vec{F}_{A\to B} = -\vec{F}_{B\to A}.
  • Elas pertencem a corpos diferentes: uma atua em A (a força feita por B em A) e a outra atua em B (a força feita por A em B).
  • As forças de um par de ação-reação correspondem à mesma interação física (por exemplo: interação gravitacional, interação elétrica, ou interação por contato).
  • Por atuarem em corpos distintos, essas duas forças não se somam vetorialmente para zero em nenhum dos corpos (ou seja, não se anulam entre si num único corpo). O cancelamento só ocorre quando duas forças iguais e opostas atuam no mesmo corpo.

Passo 4

Exemplos concretos (úteis para saber reconhecer pares na prova):
  • Interação gravitacional entre Terra ( E) e um objeto ( o): a Terra puxa o objeto com a força peso \vec{F}_{E\to o}=m\vec{g} para baixo; o objeto puxa a Terra com \vec{F}_{o\to E}=-m\vec{g} para cima. São um par ação–reação (forças não de contato, são gravitacionais).
  • Interação contato entre livro ( L) e mesa ( M): o livro empurra a mesa para baixo com uma força de contato \vec{F}_{L\to M}; a mesa empurra o livro para cima com \vec{F}_{M\to L}=-\vec{F}_{L\to M}. Essas duas são um par ação–reação (forças de contato).
  • Observação prática: a força normal que a mesa exerce no livro ( \vec{N}) é a reação ao empurrão que o livro exerce na mesa, não é reação ao peso do livro. Já a reação ao peso é a força do objeto sobre a Terra, como no exemplo gravitacional.

Passo 5

Agora analiso cada alternativa uma a uma, marcando verdadeira ou falsa e justificando quando estiver errada.
a) “Os pares de ação e reação podem ser formados exclusivamente por forças de contato.”
Resposta: Falsa.
Justificativa: A Terceira Lei não restringe o tipo de interação — ação e reação sempre correspondem à mesma interação física, que pode ser por contato (força normal, atrito) ou de campo (gravitacional, elétrica, magnética). Um exemplo claro contra a afirmação: o par gravitacional Terra–objeto ( \vec{F}_{E\to o} e \vec{F}_{o\to E}) é um par ação–reação e não envolve contato. Logo não são exclusivamente forças de contato.
b) “As forças de ação e reação sempre se anulam.”
Resposta: Falsa.
Justificativa: As forças de um par ação–reação atuam em corpos diferentes, então não se somam no mesmo corpo para se anularem. O somatório vetorial que poderia anular algo deve ser feito sobre forças que atuam no mesmo corpo. Por exemplo, a força peso do livro ( \vec{P}) e a força que a Terra recebe do livro ( \vec{F}_{o\to E}) atuam em corpos diferentes e não se anulam entre si. É possível que, num corpo isolado, existam duas forças iguais e opostas que se anulem, mas esse não é o princípio da ação–reação — são forças distintas que apenas coincidirem em magnitude e sentido oposto ao atuarem no mesmo corpo.
c) “A força normal é uma reação da força peso aplicada por um corpo sobre uma superfície.”
Resposta: Falsa.
Justificativa: A força normal é a reação ao empuxo de contato que o corpo exerce sobre a superfície (interação contato). Já o peso é uma força gravitacional, que tem como reação a força do corpo sobre a Terra. Portanto a normal não é a reação do peso. Exemplo prático: livro sobre mesa — o livro aplica sobre a mesa uma força de contato para baixo; a mesa responde com uma normal para cima ( \vec{N}), que é reação a essa força de contato. Separadamente, a Terra puxa o livro para baixo com o peso \vec{P}; a reação deste é a força do livro sobre a Terra.
d) “As forças de ação e reação sempre atuam no mesmo corpo.”
Resposta: Falsa.
Justificativa: Pelo próprio enunciado da lei, as forças atuam em corpos diferentes: \vec{F}_{A\to B} atua em B e \vec{F}_{B\to A} atua em A. Portanto a afirmação é incorreta. Isso é essencial para evitar confusão entre forças que se anulam e pares ação–reação.
e) “Como estão aplicadas em corpos diferentes, as forças de ação e reação não se equilibram.”
Resposta: Verdadeira (interpretação padrão).
Justificativa: A frase diz que, por estarem aplicadas em corpos diferentes, elas não se equilibram — isto é correto na interpretação física usual: um par ação–reação não constitui equilíbrio de forças sobre um mesmo corpo. Cada força pode ser equilibrada por outras forças que atuem no mesmo corpo, mas a sua ação–reação correspondente não é a causa desse equilíbrio porque atua em outro corpo. Portanto a afirmação é verdadeira. (Observação prática para prova: essa é a resposta que costuma cair como “verdadeira” porque reforça justamente que pares ação–reação não se anulam entre si num corpo.)

Passo 6

Dicas rápidas para a prova (como reconhecer e não cair nas ciladas):
  • Pergunte sempre: “essa força é causada pela interação com que outro corpo?” Se a resposta for “com o corpo X”, o par é entre essa força e a força que o seu corpo faz em X.
  • Peso do objeto ↔ reação: força do objeto sobre a Terra (não é normal).
  • Normal ↔ reação: força do corpo sobre a superfície.
  • Se duas forças atuam no mesmo corpo (ex.: \vec{N} e \vec{P} no livro), então para decidir se são par ação–reação você deve ver em qual corpo cada força atua — se atuam no mesmo corpo, não podem ser ação–reação entre si.

Resposta

a) Falsa
b) Falsa
c) Falsa
d) Falsa
e) Verdadeira

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