Terceira lei de Newton

Estamos agora preparados para a Terceira Lei do Movimento de Newton. É algo de que -- provavelmente -- já ouviram falar. Neste vídeo, quero ter a certeza de que percebem a mensagem de Newton, quando diz -- e esta é uma tradução da versão latina da Lei: "Para qualquer ação há sempre uma [...]" Já agora, para que fique claro, Newton era inglês, mas escreveu a Lei em latim, uma vez que -- à data -- era essa a língua que se usava para estas coisas por ser vista como uma língua mais séria. Mas continuemos... "Para qualquer ação há sempre uma reação oposta e de igual intensidade: ou as forças de dois corpos -- um sobre o outro -- são sempre iguais e exercidas em sentidos opostos." O que Newton diz é que não é possível exercer-se uma força sobre um objeto sem que esse objeto exerça uma força contrária. Só para clarificar, imaginemos que tenho um... Daqui a nada já vamos falar sobre estes exemplos. Imaginemos que tenho uma espécie de bloco, aqui, e que exerço pressão sobre ele e tento empurrá-lo para a frente. Isto é a minha mão a tentar exercer pressão sobre o bloco, exercendo uma força resultante neste sentido, para que o bloco se mova para a direita. Imaginem que o bloco estava sobre uma superfície de gelo, para poder mover-se. Suponhamos que isto é... Não parece nada gelo. Vou usar uma cor mais apropriada para o gelo. O bloco está assente numa superfície de gelo, assim. Segundo a Terceira Lei de Newton, podemos empurrar este bloco e -- claro -- exercerei uma força resultante sobre ele e isso fá-lo-á acelerar (assumindo que consigo superar o atrito, estando o bloco assente em gelo). Mas esse bloco exercerá uma força igual -- em sentido oposto -- sobre mim. "Uma força igual -- em sentido oposto -- sobre mim." Pensem que o bloco exerce uma força igual, no sentido oposto... isso significa que a minha mão ficará comprimida; sentirei o bloco exercer pressão sobre mim. Experimentem exercer pressão, com a vossa mão, contra a secretária ou qualquer outra coisa que tenham por perto. Estarão, claramente, a exercer uma força sobre a secretária... Vou... desenhar. Imaginem que tenho uma secretária, aqui. Se tentar empurrar a secretária... Mais uma vez, isto é a minha mão -- a empurrar a secretária. Se eu empurrar a secretária (e estou a fazê-lo -- neste preciso momento, enquanto gravo este vídeo), ... Estou, claramente, a exercer uma força sobre a secretária. Se empurrar com mais força, talvez faça a secretária abanar ou mover-se um pouco. Mas, ao mesmo tempo, verão que a vossa mão fica comprimida. A palma da vossa mão também é pressionada. Isso deve-se ao facto de a secretária exercer uma força igual -- em sentido oposto -- sobre a vossa mão. Se isso não acontecesse, nem sequer sentiriam a pressão -- a vossa mão não ficaria comprimida. Outro exemplo disso. Imaginem que estão a passear pela praia... que estão a passear pela praia Temos areia, aqui. Se pisássemos a areia -- imaginem que isto é o vosso sapato. Vou desenhar um sapato -- o melhor que sei. Isto é o sapato... Ao pisarem a areia, é evidente que estarão a exercer uma força sobre a areia. A força que exercem sobre a areia é a força do vosso peso. A atração gravitacional entre vocês e a Terra. Exercem essa força sobre a areia. Outra prova disso é que a areia será deslocada -- o vosso pé deixará uma pegada e a areia afastar-se-á, por ser pressionada com tanta força. Portanto, é evidente que exercem uma força sobre a areia. Mas a areia também exerce uma força igual -- embora no sentido oposto -- sobre vocês. Também exerce uma força igual -- no sentido oposto -- sobre vocês. Como podemos evidenciar isso? Bem, se acreditarem na Segunda Lei de Newton... Com esta força gravitacional, se não houvesse outra força a contrariá-la, o normal seria que acelerassem para baixo. E a força que contraria a da gravidade é a exercida sobre o vosso pé -- no sentido ascendente -- pela areia da praia. Ao confrontarmos essas forças, a força resultante será zero. Por isso é que conseguem manter-se ali e não começam a acelerar para baixo -- em direção ao centro da Terra. Vamos ver outros exemplos disto. Este talvez seja o exemplo mais famoso da Terceira Lei de Newton: o funcionamento dos foguetões. Um astronauta está num foguetão. O foguetão está atentar sair da atmosfera ou está já mesmo no espaço longe da terra. Não há nada que impulsione o foguetão para que possa acelerar. Então, o segredo está em ter algo que dê impulso nos depósitos de combustível. E, quando as devidas reações químicas e combustões ocorrem, são expelidos gases a velocidades elevadíssimas, para trás do foguetão. O foguetão exerce uma força sobre cada uma dessas partículas. Embora cada uma delas tenha uma massa mínima, são expelidas a velocidades muito altas -- muitíssimo aceleradas --, e exercem uma força igual (no sentido oposto) sobre o foguetão que, na verdade, é o que expele o gás. É isso que permite que o foguetão acelere, mesmo quando não há nada por perto que o impulsione. O foguetão expele -- ou acelera para trás -- imensas partículas, a velocidades elevadíssimas, e exerce uma força sobre elas, e isso origina uma força igual -- no sentido oposto -- que acelera o foguetão para a frente. Outro exemplo. Se alguma vez estiverem a flutuar no espaço (aqui está um exemplo útil, para que não fiquem a flutuar no espaço para sempre) ... Imaginem que -- embora não queiramos que isso aconteça -- este astronauta se solta deste braço robótico da nave espacial e começa a afastar-se... e começa a afastar-se. O que pode o astronauta fazer para alterar a direção do movimento, para conseguir voltar para a nave espacial? Se olharmos à volta, não tem nada que o ajude a dar impulso. Não tem uma parede para se impulsionar e suponhamos que não tem propulsores a jato. O que poderia fazer? A única coisa a fazer -- caso, algum dia, se encontrem a flutuar no espaço -- é procurar o objeto mais pesado... ou melhor: o objeto com maior massa. Hei de explicar a diferença entre massa e peso num vídeo futuro. Tem de pegar no objeto com maior volume que possam arremessar e atirá-lo no sentido oposto àquele em que está a flutuar. Vou exemplificar. Imaginem que estou a flutuar no espaço. Imaginem que isto é uma luva de astronauta. Cá está: é a mão dele. Aqui está a mão do astronauta. Imaginemos que ele -- ou ela -- encontra um equipamento para atirar... Deita a mão ao jogo de ferramentas e pega no objeto com maior massa que consegue arremessar. O que vai acontecer é que -- durante um período curto -- enquanto atira este objeto, estará a exercer uma força sobre esse objeto. ... ...Estará a exercer uma força sobre o objeto, durante um período de tempo -- enquanto estiver em contacto com o objeto. E, durante esse período de tempo, o objeto -- enquanto está a acelerar e a sofrer uma força exercida pelo astronauta -- exercerá uma força igual (no sentido oposto) sobre a mão do astronauta -- ou sobre o próprio astronauta. Então, o objeto acelerará naquele sentido e, enquanto estiver a empurrar, o astronauta acelerará neste sentido. O que tem de fazer é atirar algo no sentido oposto à nave e isso permitirá ao astronauta acelerar em direção à nave espacial e -- com sorte -- agarrar-se a algo.