Repaso de la conservación del momento angular

El momento angular depende de la velocidad de rotación de un objeto, pero también de su inercia rotacional. Cuando un objeto cambia su forma (momento de inercia), su velocidad angular también cambiará si no hay una torca externa.

Un ejemplo es cuando una patinadora sobre hielo gira y cambia su velocidad de rotación al sostener sus brazos hacia afuera o jalándolos hacia adentro (ver Figura 1 a continuación).

Cuando jala los brazos, su momento de inercia se reduce. Como no existe una torca neta externa sobre la patinadora sobre hielo, su momento angular permanece constante porque la magnitud de su velocidad angular aumenta.

Sobre un sistema de planetas que orbitan alrededor de una estrella no actúa una torca externa neta, así que su momento angular es constante. A medida que un planeta viaja a lo largo de una órbita elíptica, su rapidez se reduce cuando está más lejos de la estrella, y aumenta a medida que se acerca a la estrella, como se ve en la Figura 2.

Esto mantiene constante el momento angular sobre la estrella ajustando las variables de $v$‍ y $r$‍ para la ecuación de momento angular a continuación:

Este escenario de objetos en órbita se analiza con más detalle en la siguiente lección.

Cuando los objetos chocan sin que haya una torca externa neta, el momento angular es constante. Los dos objetos ejercen impulsos angulares iguales pero opuestos entre sí para mantener el momento angular total del sistema en colisión. Un ejemplo de esto sería una pelota que choca con una vara que gira sobre su extremo como se muestra en la Figura 3.

Para una explicación más profunda de los conceptos de conservación del momento angular, ve nuestro video sobre la conservación del momento angular.

Para revisar tu comprensión y trabajar hacia el dominio de estos conceptos, revisa nuestros ejercicios: