Momento angular é uma grandeza física aplicada no estudo da cinemática rotacional. Essa grandeza atua na rotação dos corpos, realizando a medição da quantidade de movimentos que eles executam.
E essa grandeza trata das características do movimento, a exemplo da velocidade angular, aceleração angular, posição angular e demais grandezas ligadas a sistemas rotacionais.
Há como citar o brinquedo que se tornou uma febre por algum tempo em vários países, o hand spinner. Esse brinquedo utiliza o conceito de momento angular, com o movimento que o mesmo realiza sendo útil para o estímulo da concentração das crianças e também dos adultos.
O momento angular se trata de uma quantidade vetorial, logo, traz sentido, módulo e direção bem definidos.
Mas o que é um vetor?
No estudo de ciências e matemática, há objetos que são designados somente por grandezas numéricas (módulo ou tamanho), sendo conhecidos por escalares.
São grandezas escalares, por exemplo, tempo, temperatura, massa, volume, distância, entre outras.
Mas ainda existem objetos que além de módulo ou tamanho ainda precisam da descrição da direção e sentido a fim de que sua definição esteja completa, sendo que esses objetos recebem o nome de vetores.
Entendendo sobre o movimento
O que gera o momento angular se trata da relação entre massa e velocidade. Há como citar como exemplo uma bicicleta, onde há os pedais que executam um movimento em volta de um eixo fixo, sendo que a pedalar com essa bicicleta é mantido ali o equilíbrio.
Para uma compreensão melhor sobre o momento angular, é necessária uma breve explicação sobre o movimento e sobre a rotação. E a partir de agora falaremos sobre isso.
Todo o corpo em movimento possui uma quantidade de movimento, que se trata de uma propriedade dele. Mas o momento angular surge se esse corpo realizar um movimento de rotação.
A rotação é caracterizada pelo movimento circular de um corpo ao redor de um ponto de rotação. E quando os corpos se encontram em rotação, então eles possuem uma quantidade de movimento relativa ao movimento rotacional, que é o movimento angular.
Há que mencionar ainda que o movimento angular tem estrita relação com a inclinação do corpo em prosseguir com seu movimento circular.
Características e cálculo do módulo
Se a velocidade escalar de um corpo é perpendicular (constitui um ângulo de 90º) relativamente a direção do eixo de rotação, há como calcular o módulo do momento angular do corpo usando essa expressão:
L = r . Q
É necessário saber que esse momento é sempre perpendicular ao plano constituído pelos vetores r e Q (que designam a distância ao eixo de rotação e q quantidade de movimento, na ordem).
A unidade de medida do momento angular no Sistema Internacional de Unidades (SI) é kg.m2/s, posto que compreende o produto de uma distância r (representada em metros, m) por uma massa (representada em quilogramas, kg) e a velocidade do corpo v (aqui representada em metros por segundo, m/s).
Momento angular na mecânica quântica
Na mecânica quântica (também chamada de física quântica), o momento angular é uma propriedade importante que relata o movimento rotacional de partículas subatômicas, como elétron e núcleo atômico. E essa propriedade se trata de uma generalização quântica sobre o conceito clássico de momento angular na física tradicional.
O momento angular na física quântica é algo intrínseco das partículas e é quantizado, o que quer dizer que ele só terá valores discretos.
A importância do momento angular
Variados sistemas físicos podem ser analisados de acordo com a sua quantidade de momento angular, uma vez que um dos princípios fundamentais da física é que se não há forças externas, então mantém-se a quantidade de momento angular total. Há como citar como exemplo quando os patinadores que patinam no gelo tendem a fechar os braços quando realizam um giro em torno do eixo (rotação), isso gera então uma elevação gradativa da velocidade angular.
Desse modo, se pode, por exemplo, prever alterações na velocidade de rotação dos planetas e de demais astros. Ainda é possível calcular os raios das órbitas e trajetórias em torno das estrelas desses planetas, etc.
O momento angular exerce um papel basal na análise de sistemas rotacionais, sejam eles formados por corpos rígidos ou partículas. Sua essencialidade é expressa sempre que conservar-se constante durante o estudo, posto que a derivada temporal do momento angular é similar ao torque resultante operando sobre o sistema.
É necessário destacar que, se o torque total quanto a um sistema é nulo, então o momento angular segue constante.
Tal condição é comum nos sistemas isolados, onde as forças internas entre os corpos comumente originam torques que anulam-se mutuamente. Isso sucede porque essas forças costumam ser são centrais, atravessando o centro geométrico do corpo, o que gera a anulação dos pares ação-reação e, desse modo, dos torques.
Mais um exemplo para a compreensão do momento angular seria analisar os movimentos do planeta Terra.
O momento angular da Terra é fruto dos movimentos de translação (em volta do Sol), rotação (em volta do próprio eixo) e precessão (em relação à eclíptica), todos calculados se baseando no raio (r).
O momento angular se trata de um conceito crucial na mecânica clássica, também chamada de mecânica newtoniana, e na mecânica celeste, que analisa o movimento dos corpos celestes.
SOUSA, Priscila. (28 de Setembro de 2023). Momento angular - O que é, conceito, características e importância. Conceito.de. https://conceito.de/momento-angular