Qual è la conservazione del momento angolare?

La conservazione del momento angolare è un concetto fondamentale in fisica, insieme alla conservazione dell'energia e alla conservazione del momento lineare. Afferma che il momento angolare totale di un sistema deve rimanere lo stesso, il che significa che è conservato. Il momento angolare è una proprietà vettoriale, il che significa che è definito sia da una grandezza che da una direzione, quindi la conservazione del momento angolare coinvolge anche i vettori.

La conservazione del momento angolare si applica ai sistemi in cui la coppia totale applicata è 0. La coppia è la forza di rotazione, come una torsione. Per determinare se si applica la conservazione del momento angolare, la somma dei momenti angolari nel sistema prima e dopo un cambiamento viene sommata insieme. Se il momento angolare dopo il cambiamento meno quello che prima del cambiamento è uguale a 0, il momento angolare è stato conservato.

Il momento angolare, spesso rappresentato dalla lettera L in equazioni, è una proprietà del momento d'inerzia e della velocità angolare di un oggetto. Il momento d'inerzia, solitamente rappresentato dalla lettera I, è una misura della resistenza di un oggetto ai cambiamenti di rotazione. È una funzione della massa e della forma dell'oggetto. Le unità di un momento d'inerzia sono l'area dei tempi di massa, ma la formula esatta per il momento d'inerzia dipende dalla forma dell'oggetto. I libri di testo di fisica e ingegneria spesso includono un grafico con formule per il momento di inerzia delle forme di oggetti comuni per facilitare i calcoli.

La velocità angolare di un oggetto è misurata in radianti al secondo ed è solitamente rappresentata dalla lettera greca omega. Viene calcolato dividendo il componente del vettore di velocità che è perpendicolare al raggio di movimento per il raggio. In pratica, il risultato è spesso ottenuto moltiplicando la grandezza del vettore di velocità per il seno dell'angolo del vettore e dividendo per la grandezza del raggio.

Per trovare il momento angolare di un oggetto, il momento di inerzia viene moltiplicato per la velocità angolare. Poiché entrambi sono quantità vettoriali, la conservazione del momento angolare deve comportare anche una quantità vettoriale. La moltiplicazione vettoriale viene eseguita per calcolare il momento angolare, L = I * w.

Se l'oggetto per il quale viene calcolato il momento angolare è una particella molto piccola, può essere calcolato usando l'equazione L = m * v * r. In questa equazione, m è la massa della particella, v è il componente del vettore di velocità che è perpendicolare al raggio di movimento e r è la lunghezza del raggio. Le quantità in questa equazione sono tutte scalari e un segno positivo o negativo viene usato per indicare la direzione di rotazione.