La tercera ley de Newton: acción, reacción y fuerza normal

Esta lección es parte de Temario de Física de Décimo año Lección 11 de 21

Por Andrea del Carmen actualizado el 27 de octubre de 2026 11 min de lectura

Si dejas caer una bola de pimpón sobre un piso duro, rebota. ¿Por qué? ¿Acaso el piso la empuja hacia arriba? Y si una persona cae sobre un colchón, ¿por qué sale rebotada? Con estas preguntas abre el programa del MEP el estudio de la tercera ley de Newton, la ley de la acción y la reacción. El programa la estudia antes que el peso y la segunda ley, y así se hace en esta lección.

Vas a aprender qué dice la ley, cómo se encuentra la pareja de una fuerza, por qué dos fuerzas iguales y opuestas no se anulan, y qué es la fuerza normal, una fuerza de contacto que aparece en casi todos los problemas de dinámica y que muchas veces se confunde con la reacción del peso.

Definición

La tercera ley de Newton dice que, cuando un cuerpo A ejerce una fuerza sobre un cuerpo B, el cuerpo B ejerce al mismo tiempo sobre A una fuerza de igual magnitud y de sentido contrario. Las dos fuerzas forman un par de acción y reacción: actúan sobre cuerpos distintos y por eso nunca se anulan entre sí.

Qué dice la tercera ley#

La guía de aeronáutica de la NASA la enuncia así: siempre que un objeto ejerce una fuerza sobre otro, el segundo ejerce sobre el primero una fuerza igual y opuesta. En símbolos:

Fórmula

F_AB = −F_BA

F_AB es la fuerza que A ejerce sobre B y F_BA, la que B ejerce sobre A. El signo menos indica que tienen sentidos contrarios; sus magnitudes son iguales.

Las dos fuerzas de un par de acción y reacción cumplen siempre estas condiciones:

Tienen la misma magnitud.
Tienen la misma dirección y sentidos contrarios.
Actúan sobre cuerpos distintos: una sobre A y la otra sobre B.
Son de la misma naturaleza: si una es de contacto, la otra también; si una es gravitatoria, la otra también.
Aparecen y desaparecen al mismo tiempo. No hay una primera fuerza y después una respuesta: cuál se llama «acción» y cuál «reacción» es solo cuestión de nombre.

Cómo encontrar la pareja de una fuerza#

Hay una receta sencilla: se describe la fuerza con la frase «A ejerce una fuerza sobre B» y se intercambian los nombres. La pareja es «B ejerce una fuerza sobre A», con la misma magnitud y sentido contrario.

Acción	Reacción
La mano empuja la pared hacia adelante	La pared empuja la mano hacia atrás
El pie empuja el suelo hacia atrás al caminar	El suelo empuja el pie hacia adelante
La bola de pimpón empuja el piso hacia abajo al chocar	El piso empuja la bola hacia arriba
La nadadora empuja la pared de la piscina con los pies	La pared empuja a la nadadora en sentido contrario
El cohete empuja los gases hacia atrás	Los gases empujan el cohete hacia adelante
La Tierra atrae a una manzana hacia abajo	La manzana atrae a la Tierra hacia arriba

El libro Física universitaria de OpenStax (Universidad Rice) usa ejemplos como estos: la nadadora que se impulsa contra la pared y acelera en dirección opuesta a su empuje, los cohetes que avanzan expulsando gases hacia atrás a gran velocidad, y la persona que camina, que aplica la tercera ley sin darse cuenta. Por eso un cohete funciona en el espacio: no necesita aire contra el cual empujar, porque empuja sus propios gases.

Así se responden las preguntas del programa. La bola de pimpón rebota porque, durante el choque, empuja el piso hacia abajo y el piso la empuja hacia arriba con una fuerza igual. Con la persona y el colchón pasa lo mismo: el cuerpo hunde el colchón y el colchón, al recuperar su forma, empuja el cuerpo hacia arriba. En lenguaje matemático, F_{bola sobre piso} = −F_{piso sobre bola}.

Si son iguales y opuestas, ¿por qué no se anulan?#

Solo se pueden sumar, y por tanto anular, las fuerzas que actúan sobre el mismo cuerpo. Las dos fuerzas de un par actúan sobre cuerpos distintos, así que nunca se suman entre sí. OpenStax lo dice así: son fuerzas distintas que no actúan sobre el mismo cuerpo y, por lo tanto, no se anulan entre sí.

Piensa en una persona que jala un carretillo. El carretillo jala a la persona hacia atrás con la misma fuerza, pero para saber si el carretillo se mueve solo importan las fuerzas que actúan sobre el carretillo: el jalón de la persona hacia adelante y el roce del suelo hacia atrás. La fuerza que el carretillo hace sobre la persona actúa sobre la persona, no sobre él.

Además, las fuerzas iguales no producen efectos iguales: con la misma fuerza, el cuerpo de menos masa cambia más su velocidad. La segunda ley de Newton, que se estudia más adelante, lo dice con la fórmula a = F ÷ m.

Ejemplo. Dos patinadores en reposo sobre hielo, uno de 50 kg y otro de 75 kg, se empujan con las manos. Durante el empujón, cada uno ejerce sobre el otro una fuerza de 150 N. Si el roce del hielo se puede despreciar, ¿qué aceleración tiene cada uno?

Solución. Por la tercera ley, cada patinador recibe 150 N, en sentidos opuestos. Con a = F ÷ m, el de 50 kg acelera a 150 ÷ 50 = 3,0 m/s² y el de 75 kg, a 150 ÷ 75 = 2,0 m/s². Las fuerzas son iguales, pero el de menos masa sale más rápido. Los dos se separan: ninguno «gana».

Ejemplo. La Tierra atrae a una manzana de 0,20 kg con una fuerza de 0,20 · 9,8 = 1,96 N, donde 9,8 m/s² es la aproximación de la aceleración normal de la gravedad que publica el NIST (9,806 65 m/s²). ¿Con qué fuerza atrae la manzana a la Tierra, y qué aceleración le produce? Usa la masa de la Tierra de la tabla de constantes del programa del MEP, 5,98 × 10²⁴ kg.

Solución. Por la tercera ley, la manzana atrae a la Tierra con 1,96 N hacia arriba. La aceleración de la Tierra es a = F ÷ m = 1,96 ÷ (5,98 × 10²⁴) ≈ 3,3 × 10⁻²⁵ m/s², tan pequeña que no se puede medir. Por eso se ve caer la manzana y no subir la Tierra, aunque las dos fuerzas sean iguales.

La fuerza normal#

La fuerza normal (N) es la fuerza de contacto que una superficie ejerce sobre un cuerpo apoyado en ella. Se llama «normal» porque es perpendicular a la superficie: en un piso horizontal apunta hacia arriba y en una rampa apunta perpendicular a la rampa. La normal no tiene un valor fijo: la superficie se deforma un poquito y empuja con la fuerza que haga falta para que el cuerpo no la atraviese, hasta el límite de lo que el material resista.

Sobre una superficie horizontal, si sobre el cuerpo solo actúan su peso y la normal y el cuerpo no acelera en vertical, las dos fuerzas se equilibran y N vale lo mismo que el peso. Pero si otra fuerza empuja o jala el cuerpo en vertical, la normal cambia.

Ejemplo. Un libro de 14,7 N de peso está quieto sobre una mesa horizontal. ¿Cuánto vale la normal si no se toca el libro? ¿Y si una mano lo empuja hacia abajo con 5,0 N? ¿Y si la mano lo jala hacia arriba con 4,0 N sin levantarlo?

Solución. En los tres casos el libro está en reposo, así que las fuerzas verticales sobre él se equilibran. Sin la mano: N = 14,7 N. Con el empujón hacia abajo: N = 14,7 + 5,0 = 19,7 N, porque la mesa tiene que sostener el peso y además el empujón. Con el jalón hacia arriba: N = 14,7 − 4,0 = 10,7 N, porque la mano sostiene una parte del peso.

En los tres casos del ejemplo, el libro empuja la mesa hacia abajo con una fuerza igual a la normal: 14,7 N, 19,7 N y 10,7 N. Esa fuerza del libro sobre la mesa es la pareja de la normal.

El peso y la normal no son un par de acción y reacción#

Es el error más frecuente con la tercera ley. Como sobre un libro en reposo el peso y la normal suelen valer lo mismo y tienen sentidos contrarios, parece que fueran acción y reacción. No lo son, y la tabla muestra por qué:

Fuerza sobre el libro	Quién la ejerce	Su pareja (acción y reacción)	Sobre quién actúa la pareja
Peso, hacia abajo	La Tierra (gravitatoria)	El libro atrae a la Tierra hacia arriba	La Tierra
Normal, hacia arriba	La mesa (de contacto)	El libro empuja la mesa hacia abajo	La mesa

El peso y la normal actúan sobre el mismo cuerpo, el libro; las fuerzas de un par actúan sobre cuerpos distintos.
Son de distinta naturaleza: el peso es gravitatorio y la normal es de contacto.
No siempre son iguales: con la mano que empuja, la normal fue 19,7 N y el peso siguió siendo 14,7 N. Las fuerzas de un par, en cambio, son iguales siempre.
Cuando el peso y la normal son iguales, es por la primera ley (el libro no acelera y no hay otras fuerzas verticales, así que esas dos se equilibran), no por la tercera.

La tercera ley en un choque#

Cuando un camión choca con una motocicleta, ¿quién recibe más fuerza? Por la tercera ley, los dos reciben fuerzas de la misma magnitud durante todo el choque. La diferencia está en el efecto: la motocicleta, con mucha menos masa, cambia su velocidad muchísimo más que el camión, y por eso quien va en ella sufre mucho más. Lo mismo pasa con un mosquito que choca contra el parabrisas: la fuerza sobre el mosquito y sobre el vidrio es la misma, pero solo el mosquito lo nota.

Ponte a prueba#

¿Por qué no se anulan la acción y la reacción si son iguales y opuestas?#

Porque actúan sobre cuerpos distintos. Solo se suman, y pueden anularse, las fuerzas que actúan sobre un mismo cuerpo. Cuando empujas una pared, la fuerza de tu mano actúa sobre la pared y la de la pared actúa sobre tu mano. Para saber cómo se mueve cada cuerpo se suman solo las fuerzas que actúan sobre él, y en esa suma nunca aparecen las dos fuerzas del mismo par.

¿Son el peso de un libro y la fuerza normal de la mesa un par de acción y reacción?#

No. Las dos actúan sobre el libro, y las fuerzas de un par actúan sobre cuerpos distintos. Además, el peso es gravitatorio y la normal es de contacto, y no siempre son iguales: si alguien empuja el libro hacia abajo, la normal crece y el peso no cambia. La pareja del peso es la atracción del libro sobre la Tierra, y la pareja de la normal es el empuje del libro sobre la mesa.

¿Cuánto vale la normal sobre una caja de 98 N de peso, quieta en el piso, si alguien la empuja hacia abajo con 20 N?#

La caja está en reposo, así que las fuerzas verticales sobre ella se equilibran: la normal hacia arriba tiene que compensar el peso y el empujón, que van hacia abajo. N = 98 + 20 = 118 N. Por la tercera ley, la caja empuja el piso hacia abajo con 118 N. Este ejemplo muestra que la normal no siempre vale lo mismo que el peso.

¿Qué aceleración tiene cada patinador si uno de 45 kg y otro de 90 kg se empujan con una fuerza de 90 N?#

Por la tercera ley, cada uno recibe 90 N, en sentidos opuestos. Con a = F ÷ m, el de 45 kg acelera a 90 ÷ 45 = 2,0 m/s² y el de 90 kg, a 90 ÷ 90 = 1,0 m/s². El de menos masa acelera el doble, porque tiene la mitad de masa, aunque la fuerza sobre los dos es la misma. Se supone que el roce del hielo es despreciable.

¿Cómo puede avanzar un cohete en el espacio, donde no hay aire contra el cual empujar?#

El cohete no necesita aire: empuja sus propios gases. Al quemar el combustible, el motor expulsa gases hacia atrás a gran velocidad, es decir, ejerce sobre ellos una fuerza hacia atrás. Por la tercera ley, los gases ejercen sobre el cohete una fuerza igual hacia adelante, que es la que lo impulsa. Por eso los cohetes funcionan también en el vacío.