Tercera ley de Newton (o principio de acción y reacción)

En este artículo se explica qué es la tercera ley de Newton, también conocida como principio de acción y reacción, y qué dice. Podrás ver ejemplos de la tercera ley de Newton junto con su fórmula matemática. Además, podrás practicar con ejercicios resueltos paso a paso de la tercera ley de Newton.

¿Cuál es la tercera ley de Newton?

En física, el enunciado de la tercera ley de Newton, también llamada principio de acción y reacción, establece lo siguiente:

Es decir, si el cuerpo A hace una fuerza horizontal de 10 N hacia la derecha sobre el cuerpo B, el cuerpo B hará una fuerza horizontal de 10 N hacia la izquierda sobre el cuerpo A.

Por lo tanto, las fuerzas entre dos cuerpos o sistemas siempre son iguales pero de sentido opuesto.

Lógicamente, el principio de acción y reacción tiene el nombre de la tercera ley de Newton en honor al físico Isaac Newton, quien formuló la ley por primera vez. En total hay tres leyes de Newton:

• Primera ley de Newton o principio de inercia.
• Segunda ley de Newton o principio fundamental de la dinámica.
• Tercera ley de Newton o principio de acción-reacción.

Puedes consultar en qué consiste cada ley de Newton en nuestra página web, ingenierizando.com.

Fórmula de la tercera ley de Newton

La tercera ley de Newton (o principio de acción y reacción) dice que si un cuerpo hace una fuerza sobre otro cuerpo, el primer cuerpo recibe una fuerza aplicada por el segundo cuerpo del mismo valor pero de sentido opuesto. Por lo tanto, la tercera ley de Newton se puede expresar mediante la siguiente fórmula:

Donde es la fuerza que hace el cuerpo 1 hacia el cuerpo 2. Y es la fuerza que ejerce el cuerpo 2 sobre el cuerpo 1.

Así pues, para que se cumpla la ecuación de la tercera ley de Newton ambas fuerzas deben tener el mismo módulo pero su signo debe ser contrario, o dicho de otra forma, las fuerzas deben ser opuestas.

A la primera fuerza que se hace también se le llama fuerza de acción. Asimismo, la fuerza que se origina como una reacción de la primera fuerza ejercida, se le dice fuerza de reacción.

Ejemplos de la tercera ley de Newton

Ahora que ya sabemos la definición de la tercera ley de Newton, pasamos a ver varios ejemplos reales para acabar de entender el concepto.

1. Un ejemplo típico de la tercera ley de Newton es una persona haciendo fuerza sobre una pared. Al aplicar una fuerza sobre la pared, esta realiza otra fuerza con la misma intensidad sobre la persona. En consecuencia, la persona no conseguirá mover la pared pero notará que es empujada hacia atrás debido a la fuerza de reacción que ejerce la pared sobre ella.
2. Otro ejemplo del principio de acción y reacción es la fuerza normal. La Tierra ejerce una fuerza gravitatoria que nos empuja hacia el centro del planeta, pues la normal es la fuerza de reacción que hace el suelo sobre las personas y contrarresta dicha fuerza. De manera que gracias a la fuerza normal podemos mantenernos sobre la superficie de la Tierra.
3. Por último, cuando hacemos un salto en realidad ejercemos una fuerza sobre el suelo, entonces el suelo reacciona y hace una fuerza sobre nosotros de la misma magnitud, lo que nos impulsa hacia arriba. De manera que cuanta más fuerza hagamos sobre el suelo, mas fuerza hará el suelo sobre nosotros y, por tanto, más saltaremos.

Hay que tener en cuenta que la tercera ley de Newton no significa que las dos fuerzas se contrarresten y por tanto se anulen entre sí. Sino que la fuerza de acción actúa sobre un cuerpo y la fuerza de reacción actúa sobre otro cuerpo.

Además, aunque las fuerza de acción y la fuerza de reacción tengan el mismo módulo, no tienen el mismo efecto ya que actúan sobre cuerpos diferentes. Siguiendo el primer ejemplo explicado arriba, cuando una persona ejerce una fuerza sobre una pared obviamente no consigue moverla, sin embargo, la fuerza de reacción que hace la pared sobre la persona sí que mueve a la persona.

Ejercicios resueltos de la tercera ley de Newton

Ejercicio 1

Si se ejerce una fuerza vertical hacia abajo de 15 N sobre un objeto con una masa de 4 kg, ¿qué fuerza debe hacer el suelo para que el objeto esté en equilibrio?

El objeto estará en equilibrio si no se mueve y, para ello, el suelo debe hacer una fuerza que contrarreste la fuerza del peso del objeto más la fuerza aplicada.

Así que primero calculamos el peso del objeto:

De manera que la suma de las dos fuerzas que empujan el objeto hacia abajo es:

En conclusión, el suelo tiene que hacer una fuerza vertical hacia arriba de 54,24 N sobre el objeto para que esté en equilibrio.

 

Ejercicio 2

Un cuerpo de 0,3 kg cuelga de un hilo, asimismo, otro cuerpo de 0,1 kg cuelga del anterior mediante otro hilo, tal y como se muestra en la siguiente imagen. Si se ejerce una fuerza de 6 N hacia arriba, ¿cuál es la aceleración de todo el sistema? ¿Y cuál es la tensión del segundo hilo?

En este caso tenemos que utilizar la segunda ley de Newton y la tercera ley de Newton para resolver el problema.

En primer lugar, calcularemos la fuerza del peso que actúa sobre cada cuerpo:

Ahora planteamos la ecuación de la segunda ley de Newton a todo el sistema:

Sustituimos los datos y despejamos la aceleración para hallar su valor:

Por otro lado, la fuerza que hace el cuerpo 1 sobre el cuerpo 2 será opuesta a la fuerza que hacer el cuerpo 2 sobre el cuerpo 1. Además, como sabemos la aceleración del cuerpo 2 y su peso, volvemos a plantear la ecuación de las fuerzas pero esta vez solo sobre el cuerpo 2:

En resumen, la aceleración del sistema es de 5,2 m/s² y la tensión del segundo hilo de 1,5 N.