Terza legge del moto di Newton — Esempi
T3-IMPEGNOPer ogni azione c'è un reazione uguale e contraria. Quando spingi qualcosa, ti spinge indietro con la stessa forza. Questo vale ovunque, dal camminare sulla terra al lanciare razzi nello spazio.
Terza legge di Newton afferma: quando l'oggetto A esercita una forza sull'oggetto B, l'oggetto B esercita contemporaneamente una forza di uguale grandezza ma direzione opposta sull'oggetto A. Questi sono chiamati coppie azione-reazione. Agiscono sempre secondo diverso oggetti, motivo per cui non si annullano a vicenda.
10 esempi dal mondo reale
🚶 1. Camminare
Il tuo piede spinge il terreno all'indietro. Il terreno spinge il tuo piede in avanti. Quella forza di reazione ti spinge.
🚀 2. Lancio di un razzo
Il razzo espelle i gas di scarico verso il basso ad alta velocità. Il gas spinge il razzo verso l'alto. Non è necessaria aria: funziona nello spazio!
🏊 3. Nuoto
Le tue mani spingono l'acqua all'indietro. L'acqua spinge il tuo corpo in avanti.
🍏 4. Mela che cade (gravità)
La Terra tira giù la mela con la gravità. La mela solleva la Terra con la stessa forza! La Terra non si muove visibilmente perché la sua massa è enorme.
💺 5. Seduto su una sedia
Il tuo corpo spinge verso il basso sulla sedia (il tuo peso). La sedia ti spinge verso l'alto (forza normale).
🚗 6. Collisione automobilistica
L'auto A colpisce l'auto B con una forza di 50.000 N. L'auto B colpisce l'auto A con esattamente 50.000 N. L'auto più piccola subisce maggiori danni perché ha meno massa e quindi maggiore accelerazione (F = ma).
💺 7. Spingere un muro
Spingi il muro con 100 N. Il muro ti spinge indietro con 100 N. Nessuno dei due si muove perché entrambe le forze sono bilanciate dall'attrito e dalla struttura.
🎾 8. Colpire una palla
Una mazza colpisce una palla con una forza di 5.000 N per 1 ms. La palla colpisce la mazza con gli stessi 5.000 N. La palla accelera di più perché ha molta meno massa.
🚢 9. Remare in barca
Il remo spinge l'acqua all'indietro. L'acqua spinge il remo (e la barca) in avanti.
🌞 10. La Terra in orbita attorno al Sole
Il Sole attira la Terra verso l'interno (gravità). La Terra attira il Sole verso l'esterno con la stessa forza. Il Sole oscilla leggermente: è così che gli astronomi rilevano gli esopianeti!
L'equivoco n. 1
"Se le forze sono uguali e opposte, come si muove qualcosa?"
Questa è la confusione più comune. La risposta: le forze di azione e reazione agiscono su oggetti diversi. Quando spingi un carrello della spesa, la tua forza agisce sul carrello (facendolo accelerare). La forza di reazione del carrello agisce su tu (spingendoti leggermente all'indietro). Il carrello si muove perché l'unica forza orizzontale su di esso è la tua spinta: la forza di reazione è su di te, non sul carrello.
Quando salti, i tuoi piedi spingono la Terra verso il basso e la Terra ti spinge verso l'alto. Acceleri notevolmente; La Terra accelera di circa 10−²³ m/s²: trilioni di volte troppo piccoli per essere misurati.
Le persone chiedono anche
La terza legge di Newton si applica allo spazio?
Assolutamente. I razzi funzionano proprio in base alla terza legge di Newton: spingono indietro i gas di scarico e il gas li spinge in avanti. Non sono necessarie aria o terra. Tutte le manovre dei veicoli spaziali si basano sull'azione-reazione.
Qual è la differenza tra le tre leggi di Newton?
1a legge: Un oggetto rimane fermo o a velocità costante a meno che non agisca una forza risultante (inerzia). 2a legge: F = ma (quantifica l'accelerazione). 3a legge: Ad ogni forza corrisponde una forza di reazione uguale e contraria (coppie di forze).
Peso e forza normale sono una coppia della terza legge di Newton?
NO! Il tuo peso (la Terra che ti tira verso il basso) e la forza normale (il pavimento che ti spinge verso l'alto) agiscono sul stesso oggetto (tu). La vera coppia della terza legge per il tuo peso è: la Terra ti tira giù e tu tiri la Terra su.
Riferimenti e approfondimenti
- Taylor, JR Meccanica Classica. Libri di scienze universitarie, 2005.
- Goldstein, H., Poole, C. & Safko, J. Meccanica Classica, 3a ed. Addison-Wesley, 2002.