Momento angular
Todo corpo que esteja em movimento apresenta consigo uma propriedade chamada de quantidade de movimento (Q). No entanto, quando o corpo estiver executando um movimento de rotação, ele apresentará momento angular (L).
Quando em rotação, dizemos que os corpos apresentam uma quantidade de movimento relacionada ao movimento rotacional, o momento angular.
O momento angular é uma das propriedades básicas da Mecânica Rotacional e está intimamente relacionado com a tendência do corpo em continuar seu estado de movimento circular.
Quando a velocidade escalar do corpo é perpendicular (forma ângulo de 90º) em relação à direção do eixo de rotação, é possível calcular o módulo do momento angular do corpo com a expressão a seguir:
L = r . Q
O momento angular é uma quantidade vetorial, portanto, apresenta módulo, direção e sentido bem definidos. É importante saber que o momento angular sempre é perpendicular ao plano formado pelos vetores r e Q (distância ao eixo de rotação e quantidade de movimento, respectivamente).
Sua unidade de medida no Sistema Internacional de Unidades (SI) é kg.m2/s, pois envolve o produto de uma distância r (dada em metros, m) por uma massa (em quilogramas, kg) e pela velocidade do corpo v (em metros por segundo, m/s).
Observe na figura a seguir a relação espacial entre os três vetores L, r e Q.
Nessa figura, podemos ver um sistema de referência ortogonal, com as direções x, y e z representadas. No plano xy, são apresentados os vetores r e Q. Perpendicular ao plano formado por eles, na direção z, encontra-se o vetor momento angular, em verde.
A grandeza quantidade de movimento é dada pelo produto entre o raio de rotação (r) e a velocidade instantânea do corpo, por isso, é ainda possível escrever a relação do momento angular em função da massa e velocidade do corpo em rotação:
L = r . m . v
Muitos sistemas físicos podem ser estudados de acordo com a sua quantidade de momento angular, já que um dos princípios fundamentais da Física diz que: “na ausência de quaisquer forças externas, a quantidade de momento angular total é mantida”. Dessa forma, é possível prever mudanças na velocidade de rotação dos planetas e de outros astros, bem como calcular os raios de suas órbitas e trajetórias em torno de suas estrelas etc.