La terza legge di Newton è nota anche come legge di azione e reazione. Isaac Newton è stato un matematico, autore, astronomo e fisico inglese. Le sue scoperte significative includono l’ottica e il calcolo e hanno portato alla sua formulazione delle tre leggi del moto. Scoprì l’inerzia correlata alla prima legge del moto, l’accelerazione correlata alla seconda legge del moto e la terza legge del moto .
La terza legge di Newton ha una particolare importanza nell’equilibrio statico che si verifica quando un corpo è in quiete poiché la risultante delle forze applicate è nulla.
Un corpo di massa in stato di quiete è soggetto alla forza gravitazionale ma è fermo, cioè l’accelerazione è pari a zero. Poiché su di esso agisce una forza ciò implica che su esso agisce un’altra eguale e contraria.
Questa forza eguale e contraria è la forza di reazione dal piano sul corpo ed è detta forza normale o reazione vincolare. Pertanto quando un corpo esercita una forza su un altro, quest’ultimo ne esercita sempre una sul primo. Chiamando forza di azione una delle due forze interessate nell’interazione tra i due corpi, l’altra è detta forza di reazione
Enunciato
Secondo la terza legge di Newton:
Ad ogni azione corrisponde una reazione uguale e contraria.
Un modo alternativo per enunciare la legge è:
Le azioni reciproche tra due corpi sono sempre uguali e dirette in versi opposti.
Le forze di azione e reazione che compaiono sempre in coppia agiscono su corpi diversi. Infatti se agissero sullo stesso corpo non si verificherebbe mai un moto accelerato poiché la forza risultante sarebbe sempre nulla.
Esempio
Si consideri una molla attaccata al soffitto da una parte con un peso dall’altro in condizioni di equilibrio.
Poiché nessun corpo è accelerato tutte le forze che agiscono su di loro si annullano reciprocamente.
Le forze esercitate sul corpo legato alla molla sono:
la tensione della molla deformata T che tende a innalzare verticalmente il corpo
la forza peso P che tende a spingere il corpo verso il basso
Detta F la risultante di queste due forze si ha:
F = T + P
Poiché il corpo è a riposo la sua accelerazione è nulla quindi dalla seconda legge di Newton secondo cui F = m · a si ha che F = m · 0 = 0
Ciò implica che 0 = T + P da cui T = – P
Le due forze quindi hanno lo stesso modulo ma verso opposto.