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5.5 Tercera Ley de Newton
La experiencia cotidiana muestra que cuando un cuerpo ejerce una fuerza sobre otro, el segundo cuerpo ejerce una fuerza en igual dirección pero opuesta sobre el primero. Consideremos, por ejemplo, la fuerza que ejerce el martillo sobre una puntilla cuando la golpea para clavarla en un bloque de madera. Todos hemos observado que el martillo rebota al golpear la puntilla. ¿Por qué?, Esto se debe a que la puntilla ejerce a su vez una fuerza sobre el martillo, que lo acelera en sentido contrario.
La generalización de la experiencia toma la forma de ley bajo el siguiente enunciado:
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Cuando un cuerpo A ejerce una fuerza sobre un cuerpo B, éste reacciona sobre A con una fuerza de la misma magnitud, misma dirección y de sentido contrario.
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F AB = - F BA
Este enunciado es conocido como Tercera Ley de Newton, o Ley de Acción y Reacción.
Las dos fuerzas mencionadas en la tercera ley de Newton, y que aparecen en la interacción de dos cuerpos, se denominan acción y reacción. Cualquiera de ellas podrá, indistintamente, ser considerada como acción o como reacción. Observemos que la acción es aplicada a uno de los cuerpos y la reacción actúa en el cuerpo que ejerce la acción, es decir, están aplicadas en cuerpos diferentes. Por consiguiente, la acción y la reacción no se pueden equilibrar mutuamente, porque para ello sería necesario que estuviesen aplicadas sobre un mismo cuerpo, lo cual nunca sucede.
Examinemos
algunos ejemplos de fuerzas actuando sobre cuerpos apoyandonos en lo que se
conoce como diagrama de cuerpo libre
o diagrama de fuerzas ( Diagrama
donde se dibujan todas las fuerzas que actúan sobre el cuerpo que estudiamos).
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Sobre cuerpo en reposo sostenido por una mesa (como ilustra la figura) actúa la fuerza de atracción que ejerce la tierra sobre el cuerpo P. La reacción a P es la fuerza que el bloque ejerce sobre la tierra P'.Pero además el bloque no se acelera porque es sostenido por la mesa. Por consiguiente, la mesa ejerce una fuerza de acción hacia arriba, N, conocida como Fuerza Normal, que equilibra a P. La
reacción a N es la fuerza
sobre la mesa N ',
fuerza que ejerce el cuerpo sobre la mesa. Las fuerzas P, P', N y N' son en este caso todas de igual magnitud. Obsérvese que las fuerzas externas que actúan sobre el bloque son P y N. Al estudiar el movimiento sólo se centrará el interés en estas fuerzas externas. |
| Un
bloque de masa m que se encuentra en reposo sobre una mesa horizontal y
sin rozamiento que será arrastrado mediante una fuerza F aplicada a través
de una cuerda ligera, como se muestra en la figura.
Sobre este cuerpo actúan tres fuerzas externa: El peso del bloque ( P ), La fuerza normal ( N ) ejercida por la mesa y La fuerza de tracción ( T ) ejercida por la cuerda, la cual se denomina Tensión. Notese que en el diagrama de cuerpo libre solamente estan representadas las fuerzas que se aplican sobre el cuerpo en cuestión. La fuerza T' (reacción a la tensión), por ejemplo, no aparece porque está aplicada sobre el cuerpo que produce la tensión. |
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En este último ejemplo el cuerpo estaría equilibrado verticalmente, pero no horizontalmente y por lo tanto se moverá aceleradamente hacia la derecha.
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La Ley de Acción y Reacción es el fundamento de la propulsión de los cohetes. En una camara interior en el cohete se produce una combustión que provoca la violenta expulsión de gases. Los gases expulsados reaccionan sobre el cohete ejerciendo una fuerza no compensada que causa la aceleración de este en sentido contrario al de la expulsión de los gases. |
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