Il momento angolare

Pubblicato su 21 Febbraio 2018 | Da Costanza Polastri | Astronomia, Fisica

Un concetto con cui si ha a che fare molto presto in fisica, e che tuttavia è un po’ difficile da visualizzare per gli studenti, è quella grandezza che viene chiamata momento angolare.
Come facciamo a immaginarcelo meglio?

Per prima cosa, ricordiamoci di che cosa è il momento.

Con momento in fisica classica ci si può riferire a due cose:

– un punto sull’asse dei tempi, in questo caso “momento” è usato come sinonimo di “attimo”

– una quantità che è data dalla massa moltiplicata per la velocità, e in questo caso “momento” è usato come sinonimo di “quantità di moto”.

E’ sulla seconda accezione che voglio concentrarmi.

La quantità di moto q di una particella è, appunto, definita come

q = m•v

e ci può dare delle informazioni su quanta forza ci vuole per far cambiare alla particella la sua direzione, oppure per fermarla o accelerarla.
E’ una quantità incredibilmente importante perché durante alcuni processi particolari, detti urti elastici, viene conservata… e beh, i fisici sono sempre molto entusiasti quando trovano una quantità che si conserva.

Ora, moltissime grandezze tipiche dei moti rettilinei hanno un corrispettivo nei moti circolari.
Di un corpo che gira su una rotaia circolare o che ruota su se stesso posso definire una velocità angolare, un’accelerazione angolare o un momento della forza. Posso anche definire la versione circolare della massa stessa, che si chiama momento di inerzia.

E il momento angolare? Beh, è in realtà più familiare di quel che sembra: è il “cugino” rotazionale della quantità di moto.

E proprio come la quantità di moto q è data da

q = m•v

il momento angolare l è dato da

l = M x Ω

dove M e Ω sono il momento di inerzia e la velocità angolare che nominavo prima e x segna il prodotto vettoriale.

Eh già, queste grandezze angolari sono vettori. Sono un po’ il cugino figo e più grade delle grandezze lineari.

Il momento angolare è fondamentale per risolvere problemi più complicati di meccanica, che di solito si incontrano solo abbastanza tardi al liceo scientifico, ma è comunque una quantità molto importante per tutta la fisica: anche esso, infatti, si conserva in moltissimi processi.

E i fisici sono felici!

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