Momento angular de um corpo é uma grandeza física associada à rotação desse corpo.
Deve-se dizer que, com o advento da mecânica quântica, o status da grandeza física quantidade de movimento angular sofreu uma severa modificação.
O momento angular é uma grandeza física que mede a quantidade de movimento dos corpos em rotação. É uma das principais grandezas para o estudo da Cinemática Rotacional. Todo corpo que esteja em movimento apresenta consigo uma propriedade chamada de quantidade de movimento (Q).
A Conservação do Momento Angular acontece quando a grandeza física, também chamada de Quantidade Momento Angular, não varia, ou seja, permanece constante durante o movimento de rotação de um corpo em torno de um eixo.
Momento angular
L: Momento angular [kg.m2/s] ...
Como a grandeza quantidade de movimento é dada pelo produto da massa (m) pela velocidade (v), ficamos com:
Além disso, podemos lembrar que a velocidade escalar (v) é dada pelo produto da velocidade angular com o raio de rotação (r):
O movimento linear ou de translação é caracterizado pelo movimento em que as partes de um objeto percorrem a mesma distância na mesma direção ao mesmo tempo. Já o movimento angular ou de rotação ocorre ao redor de um eixo (CARR, 1998).
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A velocidade escalar (ou velocidade linear) descreve a rapidez com que uma partícula percorre determinada trajetória. A velocidade angular descreve a rapidez com que uma partícula percorre determinado ângulo central de uma circunferência.
Momento linear, também conhecido como quantidade de movimento, é uma grandeza física vetorial, pois apresenta módulo, direção e sentido. É definido pelo produto da massa do corpo, em kg, por sua velocidade, em m/s. Dessa forma, sua unidade do Sistema Internacional é o kg.
Momento angular de uma partícula
O momento angular depende do ponto de referência escolhido. Se a referência for o ponto ocupado pela partícula (e a função que define o momento for contínua) então o momento angular é nulo.
Considerando um ponto no equador (R = 6.400 km) e o período aproximado de rotação (T = 24 h), obtemos: Resolvendo, obtemos para a velocidade da Terra aproximadamente 1675 km/h que equivale a aproximadamente 465 m/s.
O módulo do torque pode ser calculado pelo produto da força, distância e pelo seno do ângulo que é formado entre essas duas grandezas:
τ – torque.
r – raio.
F – força.
θ – ângulo entre r e F.
O momento angular total do sistema é conservado se o torque total externo que age sobre ele é nulo. É importante destacar que a Eq. (2) é uma equação vetorial. O que ela diz é que se o torque externo resultante numa determinada direção é zero, a variação do momento angular naquela direção com o tempo é zero.
Em vista deste resultado, pelo menos para um sistema formado por dois corpos, podemos enunciar a lei da conservação do momento linear: O momento linear total do sistema formado por dois corpos é conservado se a força total externa que age sobre eles é nulo.
Se o torque resultante sobre o sistema de partículas (ou objeto extenso) em relação a um ponto é zero, então o momento angular total do sistema em relação aquele eixo é zero.
Em mecânica, o momento de inércia, ou momento de inércia de massa, expressa o grau de dificuldade em se alterar o estado de movimento de um corpo em rotação. ... Quanto maior for o momento de inércia de um corpo, mais difícil será girá-lo ou alterar sua rotação.
Momento linear de uma partícula é o produto entre a sua massa e o seu vetor velocidade. ... Desta forma, o momento linear é uma grandeza vetorial; assim como a velocidade, força, etc., possui módulo, direção e sentido.
Para Niels Bohr o modelo atômico era representado por um núcleo central o qual era orbitado por elétrons. A partir da quantização da energia ele estabeleceu que o átomos se mantinham estáveis por causa do momento angular do elétron.
A direção do vector velocidade angular será ao redor do eixo de rotação neste caso, em sentido anti-horário.
A translação é o movimento que a Terra realiza em torno do Sol, ao longo de aproximadamente 365 dias.
Neste caso, também temos um corpo com determinada massa realizando um movimento; no entanto, agora é de rotação, em volta de um eixo fixo. Desse modo, esse movimento tem uma determinada velocidade angular associada a ele. E essa relação entre massa e velocidade angular gera uma grandeza chamada momento angular.
Quando ela aproxima os braços do corpo, reduz a inércia rotacional do seu corpo e dos pesos. Como o momento angular deve ser conservado, sua velocidade angular deverá aumentar. CONTEXTUALIZAÇÃO: ... Como a inércia rotacional do bastão resiste, o equilibrista consegue tempo suficiente para se reequilibrar.
Como o caminhão e a bicicleta têm a mesma velocidade, o momento linear também é o mesmo. O momento linear do caminhão tem valor e sempre o mesmo sentido de sua velocidade. Os vetores momento linear do caminhão e da bicicleta serão iguais caso eles tenham velocidades com a mesma direção e mesmo sentido.
Com relação ao movimento, a biomecânica analisa os movimentos lineares, também conhecidos por movimentos de translação e os angulares, ambos podendo ser o movimento de um objeto ou do próprio corpo humano. Hamill (1999) define movimento linear como o movimento ao longo de uma via curva ou reta.
A unidade de medida de impulso no sistema internacional de unidades é a mesma unidade de medida de momento linear, o kg. m/s, que pode ser representado também por newton segundo (N.s).
A diferença entre eles é em relação ao movimento gerado. Exemplo, uma chave de boca soltando um parafuso é um momento linear. entretanto uma chave de fenda girando e removendo um parafuso é um momento angular. O planeta terra girando em torno do sol descreve os dois movimentos, rotação e translação.
A velocidade linear (V) de um móvel que executa movimento circular é dada pelo produto da velocidade angular (ω) com o raio da trajetória.
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