Princípio de Conservação – Momento Angular e Linear

Princípio de Conservação – Momento Angular e Linear

O Momento Angular é definido como a quantidade de movimento associado a um objeto que executa uma rotação (movimento) em torno de um ponto fixo. O Momento Linear, por sua vez, pode ser dito como o produto da massa deum corpo pela sua velocidade, onde um objeto move-se em caminho direto.

O Momento Angular é uma grandeza que se conserva, ou seja, a soma dos momentos angulares transferidos de um corpo para outro em um sistema fechado é sempre nula. Ele está associado à velocidade angular do corpo em rotação e a inercia rotacional (grandeza escalar que depende de como a massa circulante está distribuída pelo corpo).

Podemos observar a velocidade de rotação de um corpo em torno de seu centro de massa, onde há conservação da quantidade de movimento angular. Quando uma pessoa gira com os braças abertos, por exemplo, nota-se que a velocidade é constante. Quando os braços passam a estar cruzados e o corpo gira, a velocidade de rotação aumenta. Isto ocorre pois quando os braços estão abertos, a distribuição de massa do corpo está mais longe do centro de massa, onde o momento de inércia passa a ser maior.

O momento de inércia não somente varia de um objeto para outro, como também para um mesmo objeto, dependendo da escolha de seu eixo de rotação.

Para o Momento Linear, podemos identificar uma conservação total, quando em sistema fechado, onde nenhuma partícula pertencente ao sistema não interage com outras partículas externas deste.

O movimento linear se relaciona com a translação de um corpo com uma massa (m) e que movimenta com uma velocidade (v), concluindo neste caso um aspecto inercial. A inércia reduz ou dificulta a variação do Momento Linear.

O Momento Linear é uma grandeza vetorial, onde o vetor velocidade e vetor momento tem a mesma direção e sentido. Outra grandeza relacionada a este momento é o Impulso, definido como o total da força aplicada em um corpo em um intervalo de tempo.

Neste caso, podemos exemplificar com a colisão de duas bolas, onde uma empurra a outra ao se chocarem. A soma de seus momentos lineares não varia durante a colisão porque a soma dos impulsos entre ambas é nula, reafirmando a conservação do Momento Linear durante estacolisão que causa o impulso.

Portanto, podemos concluir que o Momento Linear se trata como uma quantificação da Primeira Lei de Newton, também conhecida como Lei da Inércia, em que o corpo mantém seu estado de movimento a menos que uma força seja aplicada a ele. Numa interação entre dois corpos com a mesma velocidade, o corpo de maior massas será mais resistente a mudança (quando aplicada para modificar uma condição). Isto ocorre pois o Momento Linear do corpo mais pesado lhe confere uma maior inércia. O Momento Angular, por sua vez, se trata do produto do momento de inércia e a velocidade angular, onde o momento de inércia de um determinado objeto é uma propriedade que depende da massa do mesmo e sua distribuição de massa local. O Momento Angular é um vetor, com uma direção perpendicular ao plano de rotação. Para a alteração deste momento, um torque externo é exercido, onde sua taxa de variação é proporcional ao torque aplicado. Caso nenhum torque seja aplicado, o momento angular de um sistema fechado é conservado.