La Tercera Ley de Newton, más que referirse a la relación entre fuerza y movimiento, ayuda a comprender las características comunes que tienen todas las fuerzas que actúan sobre los cuerpos. Toda fuerza resulta de la interacción de, por lo menos, dos objetos.
Fig.1 Cuando dos bolas de billar chocan, cada una ejerce una fuerza sobre la otra.
Newton observó que durante este proceso, los dos cuerpos se ven afectados y se deforman, o alteran su estado de movimiento. Si lanzas un huevo contra otro, los dos se rompen; si aplaudes violentamente, las dos manos te duelen; cuando dos canicas chocan, ambas se desvían.
Para explicar estos fenómenos debe suponerse que cada uno de los cuerpos ejerce una fuerza sobre el otro. Las características de estas fuerzas quedan establecidas por la tercera ley de Newton:
Es común que una de estas fuerzas reciba el nombre de acción y la otra el de reacción. Cuál es cuál no tiene importancia, pues ninguna existiría sin la otra. Reconociendo que se habla de fuerzas, la tercera ley del movimiento también se expresa diciendo que “a toda acción corresponde una reacción de igual magnitud y dirección, pero en sentido contrario”.
Las conclusiones derivadas de la tercera ley de Newton a veces contradicen el sentido común y en ocasiones resultan difíciles de comprender, por lo cual es importante reflexionar acerca de ellas.
Por ejemplo, si un ciclista choca contra un camión en movimiento, el sentido común nos hace pensar que la fuerza sobre el deportista será mayor que la fuerza sobre el camión; sin embargo, la tercera ley de Newton nos dice que las magnitudes de las fuerzas son idénticas. ¿Cómo es posible?
Lo que sucede es que al analizar el fenómeno sólo nos fijamos en los efectos que produce sobre cada cuerpo. Como al ciclista le va peor, concluimos que la fuerza sobre él es mayor. Sin embargo, como ya estudiaste, los efectos de una fuerza dependen tanto de la masa del cuerpo como de las características de las demás fuerzas que actúan sobre él.
En el caso del ciclista, su masa es mucho menor que la del camión y, para la misma fuerza aplicada, su aceleración es mucho mayor. Las fuerzas son iguales, pero no sus efectos porque las masas son diferentes. Otro problema se presenta porque intuitivamente la gente piensa que sólo los seres vivos o los objetos en movimiento pueden aplicar o generar fuerzas. Probablemente te preguntes: ¿cómo es posible que si me recargo sobre la pared, la pared responda con una fuerza similar o que la silla sobre la que me siento ejerza una fuerza sobre mí? Así es, puede parecer extraordinario, pero si no es así, ¿por que se deforma la mano al empujar la pared?, ¿qué impide que la persona caiga al piso cuando se sienta?
También es importante reconocer que las fuerzas de acción y reacción actúan sobre cuerpos distintos y por eso no se cancelan.
Fig. 2 Aunque las fuerzas FH y FC son idénticas en magnitud, el coche se desplaza porque la fuerza de fricción FF sobre él es menor.
Cuando empujas un auto, la magnitud de la fuerza que ejerces sobre él es idéntica a la de la fuerza que el coche ejerce sobre ti; no obstante, cada fuerza actúa sobre un cuerpo distinto, con diferente masa y sujeto a la acción de otras fuerzas, y su efecto depende de todos estos factores.
Para analizar situaciones como la anterior, es importante conocer cuáles son las fuerzas que actúan sobre cada cuerpo en interacción. Recuerda que lo que determina su aceleración es su masa y la fuerza resultante y no el efecto individual de cada fuerza.
Fig. 3 Para caminar ejercemos una fuerza hacia atrás sobre el piso. El piso nos impulsa hacia adelante.
Las manifestaciones de la tercera ley de Newton se encuentran por todas partes; por ejemplo, para caminar ejerces una fuerza sobre el piso en dirección horizontal hacia atrás para que el piso te impulse con una fuerza horizontal hacia adelante.
La mayoría de los sistemas de transporte de los seres vivos y los desarrollados por los seres humanos funcionan de acuerdo con la tercera ley de Newton. Un cohete espacial y un calamar, por ejemplo, se aceleran siguiendo el mismo principio; uno ejerce una fuera sobre los gases que expulsa por el escape y el otro sobre el agua que almacena en una cavidad. La fuerza de reacción de los fluidos expulsados los impulsa hacia adelante.