Quando um corpo que possui massa está em movimento retilíneo uniforme, ele possui uma certa quantidade de movimento, ou momento linear. Contudo, quando um corpo desenvolve um movimento circular, ele possui uma quantidade de movimento angular, também chamado de momento angular.
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O que é momento angular
Por definição, o momento angular é a grandeza conservada sob rotações em torno de um eixo fixo no espaço tridimensional. Dessa maneira, o momento angular, também conhecido como quantidade de movimento angular, relaciona a velocidade, a massa do corpo e a distância até o eixo de rotação.
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O momento angular depende do referencial adotado. Ou seja, para que seja possível medir a quantidade de movimento angular, é necessário que o ponto de referência esteja parado em relação ao movimento. Dessa maneira, caso o referencial adotado esteja em movimento com a partícula, a quantidade de movimento angular será nula.
A quantidade de movimento angular também poderá ser nula, caso: o corpo não possua massa, o corpo tenha velocidade nula ou a velocidade da partícula seja paralela à sua posição em relação ao ponto de referência.
Fórmula do momento angular
A quantidade de movimento angular depende da massa do corpo, da sua velocidade e da distância até o eixo de rotação. Assumindo que a velocidade do corpo seja um vetor perpendicular ao vetor raio de rotação, a fórmula é:
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- L: momento angular (kg m2/s);
- m: massa (kg);
- r: raio de rotação (m);
- v: velocidade (m/s).
Caso o vetor velocidade não seja perpendicular ao vetor raio, deve-se multiplicar a fórmula anterior pelo seno do ângulo formado entre os dois vetores.
Videoaulas sobre Momento angular
Agora que você compreendeu a quantidade de movimento angular, assista aos vídeos selecionados sobre esse assunto e aprofunde ainda mais o seu conhecimento. Confira:
Conservação do momento angular
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Você já se perguntou o motivo de patinadores fecharem os braços na hora de realizarem manobras de giro? Isso acontece porque o momento angular é uma grandeza que se conserva. Dessa maneira, como o raio de rotação diminuirá, para conservar a quantidade de movimento angular, a velocidade precisa aumentar. Uma vez que a massa do corpo é constante. Nesse vídeo o professor Cláudio Furukawa demonstra em um experimento como esse fenômeno acontece.
O giroscópio
Giroscópios são dispositivos usados em vários objetos do nosso cotidiano. Desde aviões até celulares. Para que eles funcionem, necessitam que haja a conservação da quantidade de movimento angular. Veja o vídeo dos professores Gil Marques e Claudio Furukawa para compreender melhor como esse dispositivo funciona.
Dinâmica dos movimentos de rotação
O professor Marcelo Boaro compara a dinâmica linear com a dinâmica dos movimentos de rotação. Além disso, Boaro apresenta as equações referentes ao movimento circular e, ao fim do vídeo, resolve um exercício de aplicação.
A quantidade de movimento angular é diz respeito à rotação dos corpos. Porém, analisando a fórmula dessa grandeza física, é possível notar que ela está relacionada à Quantidade de Movimento do corpo.
Referências
YOUNG, H. D. et al. Física I: Mecânica. São Paulo: Addison & Wesley.
Por Hugo Shigueo Tanaka
Divulgador Científico e co-fundador do canal do YouTube Ciência em Si. Historiador da Ciência. Professor de Física e Matemática. Licenciado em Física pela Universidade Estadual de Maringá (UEM). Mestre em Ensino de Ciências e Matemática (PCM-UEM). Doutorando em Ensino de Ciências e Matemática (PCM-UEM).
Tanaka, Hugo Shigueo. Momento Angular. Todo Estudo. Disponível em: https://www.todoestudo.com.br/fisica/momento-angular. Acesso em: 19 de April de 2024.
1. [UERJ]
Durante muito tempo, a partir da Idade Média, foram projetadas máquinas, como a da figura a seguir, que seriam capazes de trabalhar perpetuamente.
O fracasso desses projetos levou à compreensão de que o trabalho não poderia ser criado do nada e contribuiu para a elaboração do conceito físico de:
a) força;
b) energia;
c) velocidade;
d) momento angular.
Alternativa correta: B.
O trabalho não pode ser criado do nada, ele deve ser transformado. Isso implica que a energia de um corpo não pode ser criada ou destruída, ela deve ser transformada.
2. [Unioeste]
Assinale a alternativa que apresenta CORRETAMENTE apenas grandezas cuja natureza física é vetorial.
a) Trabalho; deslocamento, frequência sonora; energia térmica.
b) Força eletromotriz; carga elétrica; intensidade luminosa; potência.
c) Temperatura; trabalho; campo elétrico; força gravitacional.
d) Força elástica; momento linear; velocidade angular; deslocamento.
e) Calor específico; tempo; momento angular; força eletromotriz.
Alternativa correta: D.
Das grandezas descritas nas alternativas, a única que apresenta apenas grandezas vetoriais é a alternativa D. As opções que possuem trabalho, potência, temperatura e tempo, não satisfazem a condição porque essas grandezas são escalares.