Terza legge del moto di Newton afferma che per una data coppia di corpi ad ogni azione corrisponde una reazione uguale e contraria. Terza legge del moto di Newton è una delle leggi fondamentali della fisica ed è molto utile sotto vari aspetti. La Terza Legge di Newton rappresenta una simmetria specifica nella natura delle forze e spiega come esse esistano sempre in coppia, e un corpo non può esercitare una forza su un altro senza sperimentarne anche lui una forza.

È uno dei tre leggi del moto dato da Sir Isaac Newton. La terza legge del moto di Newton evidenzia un principio fondamentale di simmetria in natura. Ci dice che le forze fanno sempre parte di uno scambio reciproco: quando un corpo esercita una forza su un altro, inevitabilmente sperimenta in cambio una forza uguale e contraria. In termini più semplici, non puoi spingere o tirare qualcosa senza che quel qualcosa ti spinga o ti tiri indietro con la stessa forza ma nella direzione opposta.

In questo articolo impareremo a conoscere La terza legge del moto di Newton, la sua definizione, formula, derivazione ed esempi di terza legge del moto.

Tabella dei contenuti

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• Qual è la terza legge del moto di Newton
• Spiegazione della terza legge del moto di Newton
• Formula della terza legge del moto di Newton
• Esempi di forze di azione-reazione
• Esempi della terza legge del moto di Newton
• Applicazioni della terza legge del moto di Newton

Qual è la terza legge del moto di Newton

Terza legge del moto di Newton afferma che quando un corpo esercita una forza su un altro, il primo corpo sente una forza equivalente nella direzione opposta alla forza esercitata. Secondo l'affermazione di cui sopra, ogni interazione coinvolge una coppia di forze esercitate sugli oggetti interagenti. Le intensità delle forze sono uguali e la forza sul primo oggetto è diretta nella direzione opposta rispetto alla forza sul secondo oggetto. È uno dei tre fondamentali leggi del movimento dato da Sir Isaac Newton che guida il movimento di qualsiasi oggetto in natura. Si chiama anche Legge di Azione e Reazione.

Comprendiamo più chiaramente la Terza Legge del Moto di Newton con l'aiuto dei seguenti esempi:

• Mentre ci muoviamo a terra, spingiamo il terreno all'indietro con i nostri piedi. Anche il terreno esercita sui nostri piedi una forza di uguale entità nella direzione opposta che ci fa andare avanti.
• Un libro sdraiato su un tavolo. Il libro esercita una forza verso il basso dovuta al suo peso, ma non cade, quindi la forza netta sul libro è zero. Questo perché il tavolo esercita una forza uguale e contraria sul libro verso l'alto.

Spiegazione della terza legge del moto di Newton

In entrambi gli esempi sopra elencati, possiamo vedere che ci sono due forze che agiscono su ciascun corpo. Nel primo esempio, il forza esercitata dai nostri piedi sul terreno è la forza d'azione e in risposta a ciò, il terreno esercita una forza uguale e opposta sui nostri piedi. Nel secondo esempio, la forza esercitata dal peso del libro è la forza di azione e la forza esercitata dal tavolo sul libro è la forza di reazione.

Forza di azione e reazione

Ora, impariamo a conoscere due termini chiamati forza di azione e forza di reazione, che vengono utilizzati nella terza legge del movimento di Newton.

Forza d'azione: La forza esterna iniziale esercitata sul corpo è chiamata forza d'azione.

Forza di reazione: La forza che il corpo esercita per rispondere alla forza attiva nella direzione opposta è detta forza di reazione.

Dal caso precedente, la terza legge del moto di Newton può anche essere espressa come:

Se c'è qualche interazione tra due corpi (A e B), la forza F_AB(la forza applicata dal corpo B al corpo A) è uguale alla forza F_NON(forza applicata dal corpo A sul corpo B) ma hanno direzione opposta.

Nota sulle forze di azione e reazione

• Le forze di azione e reazione sono esercitate da corpi diversi e non dallo stesso corpo.
• Azione e reazione avvengono sempre simultaneamente e sono sempre in coppia.

Differenza tra forza di azione e di reazione

Le differenze tra forza d'azione e forza di reazione possono essere facilmente comprese dagli esempi di coppie azione-reazione come discusso di seguito nella tabella.

Controlla anche, Legge di Azione e reazione

Formula della terza legge del moto di Newton

La formula o espressione matematica della terza legge del moto di Newton è data come segue:

Consideriamo due oggetti A e B, e A esercita una forza F_ABsu “B” allora anche B eserciterà su A una forza simile a quella esercitata su F_NONnella direzione opposta in modo tale

F _AB = – F _NON

O

neve contro ghiaccio

F _AB +F _NON = 0

Questo ci dice che la forza totale esercitata dal sistema comprendente sia A che B è zero.

Esempi di forze di azione-reazione

La natura ha una vasta gamma di accoppiamenti azione-reazione. Di seguito sono riportati alcuni esempi elencati di seguito,

• Un esempio di coppia azione-reazione è il movimento di un pesce nell'acqua. Le pinne dei pesci servono per spingere l’acqua indietro. Questa spinta serve a spingere il pesce in avanti. L'entità della forza sull'acqua è uguale all'entità della forza sul pesce; l'entità della forza sull'acqua (all'indietro) è opposta all'entità della forza sul pesce (in avanti).
• Il volo dell’uccello è un esempio di una coppia azione-reazione. L’aria viene spinta verso il basso dalle ali dell’uccello. L'uccello viene spinto più in alto dall'aria.
• Un nuotatore si spinge contro l'acqua e l'acqua lo respinge.
• Gli elicotteri generano portanza spingendo l'aria verso il basso, determinando una forza di reazione verso l'alto.
• Gli alpinisti usano la corda verticale per spingersi verso l'alto.
• Mentre si cammina sul terreno, una persona esercita con i piedi una forza sul terreno in direzione all'indietro (forza d'azione) e secondo la terza legge della dinamica di Newton, il terreno esercita una forza opposta ed uguale in direzione in avanti come forza di reazione , e quindi possiamo camminare a terra o sul pavimento.

Esempi della terza legge del moto di Newton

Ci sono vari esempi della terza legge del moto di Newton nella nostra vita quotidiana. Alcuni di questi esempi sono discussi come segue:

Sparare un proiettile da una pistola

Quando un proiettile viene sparato da un'arma, l'arma applica una forza F al proiettile che può essere considerata (forza d'azione) mentre contemporaneamente il proiettile applica anche la stessa forza sull'arma chiamata rinculo dell'arma che può essere considerata come la forza di reazione.

Prendere una palla

Un difensore che prende una palla subisce una forza esercitata dalla palla sulla sua mano (forza di azione) e la stessa quantità di forza viene osservata anche dalla palla (forza di reazione). L'immagine riportata di seguito mostra un difensore che prende una palla, quando il difensore prende la palla sperimenta la forza di reazione.

Movimento di una barca in acqua

Il modo in cui una barca si muove nell’acqua è il modo migliore per spiegare la terza legge del moto di Newton. Se osserviamo un barcaiolo che rema la barca vediamo che quando il barcaiolo spinge indietro l'acqua con il remo (forza d'azione) l'acqua spinge la barca in avanti (forza di reazione) e in questo modo la barca si muove nell'acqua.

Dichiarazione di convalida della terza legge del movimento di Newton

Tutte le leggi del movimento di Newton sono valide solo nei sistemi inerziali. Quindi è lecito ritenere che anche la terza legge del moto di Newton sia valida solo nel sistema di riferimento inerziale. Il quadro di riferimento è una situazione in cui l'osservatore osserva l'ambiente circostante. Quindi, un sistema di riferimento in cui il corpo è a riposo o si muove con velocità costante o accelerazione nulla in linea retta è un sistema inerziale

Applicazioni della terza legge del moto di Newton

La terza legge del movimento di Newton è una delle leggi più applicabili nella nostra vita quotidiana. Usiamo questa legge in modo intuitivo senza nemmeno pensarci, se abbiamo uno squilibrio i nostri corpi cercano di applicare la forza nella direzione opposta in modo da non cadere a terra. Alcune altre applicazioni della terza legge di Newton vengono discusse in dettaglio come segue:

Razzi e spinta

La propulsione a razzo è un altro esempio dell’uso della terza legge del movimento di Newton. Secondo questa teoria,

Un razzo viene lanciato nello spazio sfruttando la spinta verso l'alto creata dal rilascio dei gas caldi dai suoi scarichi. Qui nell'immagine riportata di seguito un razzo sale con l'accelerazione 'a' quando la forza applicata è 'F', ma una uguale quantità di forza reattiva viene sperimentata anche dai gas di scarico del razzo.

Il funzionamento della propulsione a razzo è lo stesso della coppia azione-reazione della Terza Legge di Newton. In questa situazione, la combustione del carburante e il rilascio di gas caldi dal motore del razzo è l'azione e la spinta verso l'alto creata da essa è la reazione che manda il razzo nello spazio.

Nuoto

Anche il nuoto è un esempio di forze di azione e reazione. Quando una persona nuota e spinge l'acqua all'indietro con l'aiuto delle mani e dei piedi, l'acqua esercita sulla persona una forza uguale in avanti. L'azione nel nuoto è la persona che spinge l'acqua, e la reazione è l'acqua che spinge la persona.

Inoltre, Leggi

• Seconda legge del moto di Newton
• Prima legge del moto di Newton
• Leggi di conservazione della quantità di moto

Esempi risolti sulla terza legge del moto di Newton

Esempio 1: Un uomo spinge un muro con una forza di 100N verso nord. Quale forza esercita il muro sull'uomo?

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Soluzione:

Dato,

Forza d'azione, F è 100 N.

Secondo la terza legge del moto di Newton,

Forza di azione = – Forza di reazione

Pertanto, la forza di reazione = -100 N

Cioè, la forza di reazione è uguale a 100 N verso sud .

Esempio 2: Una palla da cricket di massa 500 g che viaggia a 20 m/s viene colpita da una mazza da cricket per riportarla lungo il suo percorso originale con una velocità di 10 m/s. Calcolare la variazione di quantità di moto avvenuta nel movimento della palla da cricket in base alla forza applicata dalla mazza da cricket.

Soluzione:

Dato,

La massa della palla da hockey, m è 500 g = 0,5 kg.

Java confronta la stringa

La velocità iniziale della palla u è 20 m/s.

La velocità finale della palla dopo aver colpito, v è 10 m/s.

Variazione di quantità di moto = quantità di moto finale – quantità di moto iniziale

Variazione della quantità di moto = mv – mu

Variazione della quantità di moto = m (v – u)

Variazione della quantità di moto = 0,5 kg × (20 m/s – 10 m/s)

Variazione di quantità di moto = 0,5 kg × 10 m/s

Variazione di quantità di moto = 5 kg m/s

Pertanto, il cambiamento della quantità di moto della palla da cricket dovuto alla forza applicata dalla mazza da cricket è 5 kg m/s .

Esercitazioni sulla terza legge del moto di Newton

1. Se spingi un libro su un tavolo con una forza di 10 N verso destra, qual è la forza di reazione esercitata dal tavolo sul libro?

2. Quando un nuotatore spinge l'acqua all'indietro con le gambe, qual è la forza di reazione che spinge il nuotatore in avanti?

3. Un motore a razzo espelle i gas di scarico all'indietro con una forza di 1.000 N. Secondo la terza legge di Newton, qual è la forza che spinge in avanti il ​​razzo?

4. Se stai su una bilancia pesapersone ed eserciti su di essa una forza verso il basso di 600 N, quale forza esercita la bilancia su di te?

5. Quando si rema su una barca spingendo l'acqua all'indietro con un remo, qual è la forza di reazione che muove la barca in avanti?

Domande frequenti sulla terza legge del moto di Newton

Cosa afferma la terza legge del moto di Newton?

Secondo la terza legge del moto di Newton ad ogni azione corrisponde una reazione uguale e contraria.

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La terza legge di Newton è importante per la classe 9?

Sì, la terza legge del moto di Newton è molto importante per la classe 9. In effetti, tutte e tre le leggi del moto sono molto importanti.

Quali sono esempi della terza legge del movimento di Newton nella vita quotidiana?

Ci sono varie condizioni nella nostra vita quotidiana in cui osserviamo la terza legge di Newton in azione. Alcuni degli esempi che spiegano la terza legge di Newton sono:

• Un razzo che va verso l'alto spinge i gas caldi verso il basso.
• Il rinculo si osserva quando spariamo un proiettile dalla pistola.
• Mentre andiamo avanti spingiamo il terreno all'indietro con i piedi.

Qual è la formula della terza legge del moto di Newton?

La formula della terza legge del moto di Newton è data come F_AB= F_NONciò significa che la forza esercitata da A su B è uguale alla forza esercitata da B su A

Cosa sono la forza di contatto e la forza senza contatto?

Esistono due diversi tipi di forze

• Forza di contatto: Le forze che agiscono solo quando due corpi sono in contatto si chiamano Forze di Contatto. Esempio: attrito, ecc.
• Forza senza contatto: La forza che agisce su due corpi senza che siano in contatto si chiama FORZA DI NON CONTATTO. Esempio: forza elettrostatica, forza magnetica, ecc.

Cosa sono le coppie di Terza Legge-Forze?

La coppia Azione-Reazione è chiamata coppia Forza della Terza Legge. Tale coppia include,

• Sparo del proiettile e rinculo della pistola
• Il razzo va verso l'alto e i gas caldi vanno verso il basso

Se l'astronauta volesse muoversi verso l'alto, in quale direzione dovrebbe lanciare l'oggetto? Perché?

Se l'astronauta volesse muoversi verso l'alto, dovrebbe lanciare l'oggetto verso il basso poiché la forza verso il basso crea una forza di reazione verso l'alto che sposta l'astronauta verso l'alto.

Il Peso e la Forza Normale agiscono su un blocco posto su una superficie piana chiamata coppia Azione-Reazione?

Sì, il peso e la forza normale che agiscono su un blocco posto su una superficie piana sono coppie di azione-reazione. Qui il peso dell'oggetto agisce verso il basso e la forza normale agisce verso l'alto ed entrambe le forze si annullano a vicenda determinando alcuna accelerazione.