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Ação e reação

Storyboard

>Modelo

ID:(755, 0)



Mecanismos

Conceito

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Código
Conceito
Andando
Força em uma parede
Impulsionando
Terceira lei de newton

Mecanismos

ID:(15473, 0)



Terceira lei de newton

Descrição

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O fato de que cada força exercida gera uma força de reação é parte da terceira lei de Newton:

$ F_R =- F_A $

Uma das consequências disso é que não podemos exercer uma força sobre nós mesmos, pois a força de reação a anula. Um exemplo disso é a impossibilidade do chamado efeito Münchhausen. Conta-se que, em certa ocasião, o Barão de Münchhausen estava afundando em um pântano. Para se salvar, o Barão teria tentado se puxar pelos próprios cabelos, elevando-se e escapando assim do pântano.

ID:(10985, 0)



Impulsionando

Conceito

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Quando uma nadadora se impulsiona, ela exerce uma força de uma força de ação ($F_A$) sobre a parede da piscina, o que, por sua vez, gera uma força de uma força de reação ($F_R$) sobre seu corpo, impulsionando seu deslocamento:

ID:(10976, 0)



Força em uma parede

Descrição

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Se tentarmos exercer força contra uma parede, perceberemos que a principal limitação está na aderência dos nossos sapatos ao chão. Se o chão for liso, é provável que comecemos a escorregar, limitando assim a força que podemos exercer.

É interessante notar que, se empurrarmos em uma direção não horizontal, a componente vertical afetará nossa força vertical contra o chão. Em outras palavras, a reação vertical à nossa ação contra a parede resultará em um aumento (se estivermos empurrando mais para cima) ou uma diminuição (se estivermos empurrando mais para baixo) do nosso peso.

ID:(11533, 0)



Andando

Imagem

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Cada vez que caminhamos, precisamos impulsionar nosso corpo a cada passo. Para isso, colocamos o pé no chão e, supondo que não escorregue devido ao atrito, nossos músculos exercem uma força sobre nosso corpo que o impulsiona e transfere a reação para o pé, que por sua vez a transmite para o solo (o planeta):

Como o planeta é gigantesco, não podemos observar diretamente o efeito dessa reação. No entanto, se estivermos em cima de um objeto menor, como um cilindro, podemos induzir o seu rolamento avançando em relação à nossa posição sobre o cilindro, enquanto este rola na direção oposta.

ID:(11532, 0)



Modelo

Conceito

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Variáveis

Símbolo
Texto
Variáveis
Unidades
$\Delta v_A$
Dv_A
Diferença de velocidade após ação
m/s
$F_A$
F_A
Força de ação
N
$\vec{F}_A$
&F_A
Força de ação (vetor)
N
$F_R$
F_R
Força de reação
N
$\vec{F}_R$
&F_R
Força de reação (vetor)
N
$\Delta t$
Dt
Tempo decorrido
s
$\Delta p_A$
Dp_A
Variação de momento em ação
N/m^2
$\Delta v_R$
Dv_R
Variação de velocidade em reação à ação
m/s
$\Delta p_R$
Dp_R
Variação do momento na reação
N/m^2

Parâmetros

Símbolo
Texto
Variáveis
Unidades
$m_i$
m_i
Massa inercial
kg


Parâmetro selecionado

Símbolo
Variáveis
Valor
Unidades
Valeur MKS
Unidades MKS

Cálculos

Símbolo
Equação
Resolvido
Traduzido

Equação

#
Equação

$ \vec{F}_R = - \vec{F}_A $

&F_R = - &F_A


$ \Delta p_A = m_i \Delta v_A $

Dp = m_i * Dv


$ \Delta p_R = m_i \Delta v_R $

Dp = m_i * Dv


$ F_m \equiv\displaystyle\frac{ \Delta p_A }{ \Delta t }$

F_m = Dp / Dt


$ F_m \equiv\displaystyle\frac{ \Delta p_R }{ \Delta t }$

F_m = Dp / Dt


$ F_R =- F_A $

F_R =- F_A

ID:(15475, 0)



Ação e reação

Equação

>Top, >Modelo


Um aspecto importante da força é que ela não pode ser criada do nada. Cada vez que tentamos gerar uma força de ação ($F_A$) (uma ação), inevitavelmente será gerado uma força de reação ($F_R$) com a mesma magnitude, mas direção oposta:

$ F_R =- F_A $

$F_A$
Força de ação
$N$
$F_R$
Força de reação
$N$

Em outras palavras, as forças sempre surgem em pares, e a soma desses pares sempre é igual a zero.

ID:(10984, 0)



Ação e reação em mais dimensões

Equação

>Top, >Modelo


A relação entre la força de ação ($F_A$) e la força de reação ($F_R$) em uma dimensão:

$ F_R =- F_A $



pode ser generalizada para mais dimensões com la força de ação (vetor) ($\vec{F}_A$) e la força de reação (vetor) ($\vec{F}_R$), conforme mostrado abaixo:

$ \vec{F}_R = - \vec{F}_A $

$\vec{F}_A$
Força de ação (vetor)
$N$
$\vec{F}_R$
Força de reação (vetor)
$N$

Como a relação com la força de ação ($F_A$) e la força de reação ($F_R$) em uma dimensão é

$ F_R =- F_A $



ela pode ser aplicada a cada componente de la força de ação (vetor) ($\vec{F}_A$) e la força de reação (vetor) ($\vec{F}_R$), resultando em

$\vec{F}R=(F{Rx},F_{Ry},F_{Rz})=(-F_{Ax},-F_{Ay},-F_{Az})=-\vec{F}_A$



portanto

$ \vec{F}_R = - \vec{F}_A $

ID:(3240, 0)



Força média (1)

Equação

>Top, >Modelo


La força média ($\bar{F}$) é definido como la variação de momento ($\Delta p$) por o tempo decorrido ($\Delta t$), que é definido pela relação:

$ F_m \equiv\displaystyle\frac{ \Delta p_A }{ \Delta t }$

$ F_m \equiv\displaystyle\frac{ \Delta p }{ \Delta t }$

$F$
$F_A$
Força de ação
$N$
$\Delta t$
Tempo decorrido
$s$
$\Delta p$
$\Delta p_A$
Variação de momento em ação
$kg m/s$

ID:(3684, 1)



Força média (2)

Equação

>Top, >Modelo


La força média ($\bar{F}$) é definido como la variação de momento ($\Delta p$) por o tempo decorrido ($\Delta t$), que é definido pela relação:

$ F_m \equiv\displaystyle\frac{ \Delta p_R }{ \Delta t }$

$ F_m \equiv\displaystyle\frac{ \Delta p }{ \Delta t }$

$F$
$F_R$
Força de reação
$N$
$\Delta t$
Tempo decorrido
$s$
$\Delta p$
$\Delta p_R$
Variação do momento na reação
$kg m/s$

ID:(3684, 2)



Variação do momento com massa constante (1)

Equação

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No caso em que la massa inercial ($m_i$) é constante, la variação de momento ($\Delta p$) é proporcional a la diferença de velocidade ($\Delta v$):

$ \Delta p_A = m_i \Delta v_A $

$ \Delta p = m_i \Delta v $

$\Delta v$
$\Delta v_A$
Diferença de velocidade após ação
$m/s$
$m_i$
Massa inercial
$kg$
$\Delta p$
$\Delta p_A$
Variação de momento em ação
$kg m/s$

Como la variação de momento ($\Delta p$) é igual a la massa inercial ($m_i$) por la diferença de velocidade ($\Delta v$), temos:

$ p = m_i v $



Para o caso em que a massa é constante, a variação do momento pode ser escrita com o momento ($p$) e o momento inicial ($p_0$), que, combinada com la velocidade ($v$) e la velocidade inicial ($v_0$), resulta em:

$\Delta p = p - p_0 = m_i v - m_i v_0 = m_i ( v - v_0 ) = m_i \Delta v$



onde la diferença de velocidade ($\Delta v$) é calculado com:

$ \Delta v \equiv v - v_0 $



assim resultando em:

$ \Delta p = m_i \Delta v $

ID:(13998, 1)



Variação do momento com massa constante (2)

Equação

>Top, >Modelo


No caso em que la massa inercial ($m_i$) é constante, la variação de momento ($\Delta p$) é proporcional a la diferença de velocidade ($\Delta v$):

$ \Delta p_R = m_i \Delta v_R $

$ \Delta p = m_i \Delta v $

$\Delta v$
$\Delta v_R$
Variação de velocidade em reação à ação
$m/s$
$m_i$
Massa inercial
$kg$
$\Delta p$
$\Delta p_R$
Variação do momento na reação
$kg m/s$

Como la variação de momento ($\Delta p$) é igual a la massa inercial ($m_i$) por la diferença de velocidade ($\Delta v$), temos:

$ p = m_i v $



Para o caso em que a massa é constante, a variação do momento pode ser escrita com o momento ($p$) e o momento inicial ($p_0$), que, combinada com la velocidade ($v$) e la velocidade inicial ($v_0$), resulta em:

$\Delta p = p - p_0 = m_i v - m_i v_0 = m_i ( v - v_0 ) = m_i \Delta v$



onde la diferença de velocidade ($\Delta v$) é calculado com:

$ \Delta v \equiv v - v_0 $



assim resultando em:

$ \Delta p = m_i \Delta v $

ID:(13998, 2)