Momento angular

Momento angular, cantidad fundamental que posee un cuerpo en virtud de su rotación, y que es esencial para la descripción de su movimiento. Esta magnitud es análoga al momento lineal o cantidad de movimiento.

El momento lineal de un cuerpo en movimiento viene dado por la expresión:

momento lineal = masa × velocidad

Se define el momento angular de una partícula como:

momento angular = momento lineal × distancia al eje de giro

El momento angular de un sistema de partículas o de un sólido rígido se obtiene sumando los valores de todas las partículas de las que está formado.

Considérese el pequeño objeto de masa m de la figura, que gira alrededor de un punto situado a una distancia r de él, con una velocidad angular ω. (La velocidad angular es la velocidad de rotación expresada en radianes por segundo.) La velocidad lineal del objeto es ωr, y su momento lineal es mωr. El momento angular de una partícula es mωr × r o mωr². El momento angular de un objeto extenso, como el de la figura, es la suma de todos los valores m₁ωr₁² + m₂ωr₂² +... Esto se escribe matemáticamente como Σm_iωr_i², para todos los valores de i. Como todas las partículas giran con la misma velocidad angular ω, esta expresión se puede escribir así:

momento angular = (Σmiri 2) × ω

que a su vez se puede expresar como:

momento angular = Iω

donde I = Σm_ir_i ² recibe el nombre de momento de inercia del cuerpo alrededor de un determinado eje de rotación. El momento de inercia está relacionado con la masa del cuerpo y la distancia de sus diferentes partes al eje de rotación.

Al igual que existe un principio de conservación para el momento lineal, existe un principio de conservación del momento angular. Este principio establece que si la resultante de los momentos de las fuerzas que actúan sobre el cuerpo es nula, el momento angular permanece constante. Esto se manifiesta en la práctica cuando, por ejemplo, un satélite que está girando es transportado a bordo de un laboratorio espacial y su giro se detiene. Su momento angular no se desvanece: es transferido al laboratorio que, por tanto, comienza a girar. Esto sólo se puede evitar aplicando un momento externo, producido por el encendido de los motores de propulsión.

Véase también Mecánica.