Conservation of Angular Momentum

The law of conservation of angular momentum states that when no external torque acts on an object, no change of angular momentum will occur.

Vamos considerar alguns exemplos do momento: a Terra continua a girar na mesma velocidade que ele tem por bilhões de anos; um alto-mergulhador que está “girando” ao saltar para fora do tabuleiro não precisa fazer qualquer esforço físico para continuar a rodar, e, de fato, seria incapaz de parar de girar antes de bater a água. Estes exemplos têm as características de uma lei de conservação. Seguem-se outras observações a considerar:

1. Um sistema fechado está envolvido. Nada é fazer um esforço para torcer a terra ou o mergulhador. Eles estão isolados de influências de mudança de rotação (daí o termo “sistema fechado”).2. Algo permanece inalterado. Parece haver uma quantidade numérica para medir o movimento rotacional tal que a quantidade total dessa quantidade permanece constante em um sistema fechado.3. Algo pode ser transferido para trás e para a frente sem alterar a quantidade total. Um mergulhador gira mais rápido com os braços e as pernas puxadas para o peito a partir de uma postura totalmente esticada.

momento Angular

a quantidade conservada que estamos investigando é chamada momento angular. O símbolo para Momento angular é a letra L. assim como o momento linear é conservado quando não há forças externas líquidas, momento angular é constante ou conservado quando o binário líquido é zero. Podemos ver isto considerando a Segunda Lei de Newton para o movimento rotacional:

\vec{\tau} = \frac{\text{d} \vec{\text{L}}} {\text{d} \ text{t}}, onde \tau é o binário. Para a situação em que o binário líquido é zero, \frac{\text{d} \vec{\text{L}}}} {\text{d} \text{t}} = 0.

Se a alteração no momento angular ΔL for zero, então o momento angular é constante; portanto,

\vec{\text{l}} = \text{constant} (quando net τ=0).esta é uma expressão para a lei de conservação do momento angular.

exemplo e implicações

um exemplo de conservação do momento angular é visto em uma patinadora de gelo executando um giro, como mostrado em. O torque Líquido nela é muito próximo de zero, porque 1) há relativamente pouco atrito entre seus patins e o gelo, e 2) o atrito é exercido muito perto do ponto pivô.

a Conservação do momento Angular: Um patinador de gelo está girando na ponta do seu skate, com os braços estendidos. Seu momento angular é conservado porque o torque Líquido nela é insignificante. Na imagem seguinte, sua taxa de rotação aumenta muito quando ela puxa em seus braços, diminuindo seu momento de inércia. O trabalho que ela faz para puxar em seus braços resulta em um aumento na energia cinética rotacional.

(tanto F como r são pequenos, e por isso \vec{\tau} = \vec{\text{R}}} \vezes \vec{\text{F}}} é insignificante. ) Conseqüentemente, ela pode girar por algum tempo. Ela também pode aumentar sua taxa de rotação puxando seus braços e pernas. Quando ela faz isso, a inércia rotacional diminui e a taxa de rotação aumenta, a fim de manter o momento angular \text{l} = \text{i} \omega constante. (I: inércia rotacional, \omega: velocidade angular)

Conservação do momento angular é uma das principais leis de conservação da física, juntamente com as leis de conservação da energia e Momento linear. Estas leis são aplicáveis mesmo em domínios microscópicos onde a mecânica quântica governa; elas existem devido às simetrias inerentes presentes na natureza.