Física de momento angular

Momento angular, propiedad que caracteriza la inercia rotatoria de un objeto o sistema de objetos en movimiento alrededor de un eje que puede o no pasar a través del objeto o sistema. La Tierra tiene un momento angular orbital en razón de su revolución anual sobre el Sol y el momento angular de giro debido a su rotación diaria alrededor de su eje. El momento angular es una cantidad vectorial, que requiere la especificación de una magnitud y una dirección para su descripción completa. La magnitud del momento angular de un objeto en órbita es igual a su momento lineal (producto de su masa my velocidad lineal v) multiplicado por la distancia perpendicular r desde el centro de rotación a una línea dibujada en la dirección de su movimiento instantáneo y paso a través del centro de gravedad del objeto, o simplemente mvr. Para un objeto que gira, por otro lado, el momento angular debe considerarse como la suma de la cantidad mvr para todas las partículas que componen el objeto. El momento angular puede formularse de manera equivalente como el producto de I, el momento de inercia y ω, la velocidad angular, de un cuerpo o sistema giratorio, o simplemente Iω. La dirección del vector de momento angular es la del eje de rotación del objeto dado y se designa como positiva en la dirección en que avanzaría un tornillo de la derecha si se gira de manera similar. Las unidades MKS o SI apropiadas para el momento angular son kilogramos metros cuadrados por segundo (kg-m² / seg).

Mecánica: momento angular y par

Una partícula de masa my velocidad v tiene un momento lineal p = mv. La partícula

Para un objeto o sistema dado aislado de fuerzas externas, el momento angular total es una constante, un hecho que se conoce como la ley de conservación del momento angular. Un objeto giratorio rígido, por ejemplo, continúa girando a una velocidad constante y con una orientación fija a menos que esté influenciado por la aplicación de un par externo. (La tasa de cambio del momento angular es, de hecho, igual al par aplicado.) Un patinador gira más rápido o tiene una mayor velocidad angular ω, cuando los brazos se dibujan hacia adentro, porque esta acción reduce el momento de inercia. I mientras que el producto Iω, el momento angular del patinador, permanece constante. Debido a la conservación de la dirección y la magnitud, un girocompás giratorio en un avión permanece fijo en su orientación, independientemente del movimiento del avión.

Para la extensión de la concepción del momento angular orbital y giratorio a propiedades análogas de partículas subatómicas como los electrones, ver espín. Ver también impulso.