Calcule o momento angular a partir do momento de inércia e da velocidade angular (L = Iω), ou da massa, velocidade e raio para uma massa pontual - além de resolver ω quando L e I são conhecidos.
Entradas
kg·m²
Quanto o objeto resiste a uma mudança na rotação — consulte a Calculadora do Momento de Inércia para calcular isso para uma forma específica.
radianos/s
A velocidade com que o objeto gira, em radianos por segundo.
momento angular
—
Insira o momento de inércia e a velocidade angular acima.
Entradas
kg
Massa do objeto tratada como um único ponto.
m/s
Velocidade tangencial (em linha reta) mostrada em um instante.
eu
Distância do eixo de rotação à massa.
momento angular
—
Insira massa, velocidade e raio acima.
Entradas
kg·m²/s
O momento angular conhecido (conservado).
kg·m²
A outra quantidade conhecida - alterne "Resolver para" acima altera qual delas.
Velocidade angular
—
Insira o momento angular e o momento de inércia acima.
4 min de leitura3 etapas6 termos3 exemplos6 perguntasL = I ω
O momento angular (L) é a contraparte rotacional do momento comum - ele captura quanto "movimento rotacional" um objeto giratório ou em órbita carrega.
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Etapas
Como usar esta calculadora
3 etapas▸
1
Escolha seus valores conhecidos
Em From I & ω, insira o momento de inércia e a velocidade angular do objeto. Não sei eu? Use a Calculadora do Momento de Inércia primeiro ou mude para Massa do Ponto e insira massa, velocidade e raio.
2
Leia o momento angular
O cartão de resultados mostra L em kg·m²/s, o equivalente rotacional do momento linear. Ambas as fórmulas – L = Iω e L = mvr – descrevem a mesma quantidade física a partir de diferentes pontos de partida.
3
Resolva para ω ou I
Mude para a guia Resolver, escolha qual variável está faltando e insira o momento angular conhecido mais a outra quantidade – útil para problemas de conservação, como um patinador giratório ou um satélite em órbita.
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Referência
Fórmula e metodologia
2 fórmulas▸
Do momento de inércia e velocidade angular
L = I ω
O momento angular é igual ao momento de inércia (I, em kg·m²) vezes a velocidade angular (ω, em rad/s). Este é o análogo rotacional do momento linear p = mv, com I representando a massa e ω representando a velocidade.
Para uma massa pontual
L = m v r
Para uma única massa m movendo-se com velocidade tangencial v a uma distância r do eixo de rotação, o momento angular é igual à massa vezes a velocidade vezes o raio. Como I = m r² para uma massa pontual, este é algebricamente o mesmo resultado que L = Iω.
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Glossário
Principais termos explicados
6 termos▸
Momento angular (L)Uma medida do movimento rotacional de um objeto, em kg·m²/s. Ele desempenha para objetos giratórios o mesmo papel que o momento comum desempenha para objetos que se movem em linha reta.
Momento de inércia (I)Quanto um objeto resiste a uma mudança na sua velocidade de rotação, em kg·m². Depende da massa e de quão longe essa massa está do eixo de rotação.
Velocidade angular (ω)A velocidade de rotação de um objeto, medida em radianos por segundo (rad/s). Uma rotação completa por segundo equivale a 2π rad/s.
Massa pontualUma simplificação que trata toda a massa de um objeto como concentrada em um único ponto, útil para corpos em órbita ou pequenos objetos distantes do eixo.
Conservação do momento angularNa ausência de qualquer torque externo, o momento angular total do sistema permanece constante. Se I diminuir, ω deve aumentar (e vice-versa) para manter L igual.
GirarTermo informal para a rotação de um objeto em torno de seu próprio eixo, em oposição ao movimento orbital em torno de um ponto externo - ambos contribuem para o momento angular total.
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Situações comuns
Exemplos práticos
3 exemplos▸
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Estudante de física
Disco giratório com I e ω conhecidos
Momento de inércia (I) 0,5 kg·m²Velocidade angular (ω) 10rad/s
L = Iω = (0,5)(10) = 5 kg·m²/s. Este é o momento angular de um disco com aquele momento de inércia girando a 10 radianos por segundo, aproximadamente 1,6 rotações por segundo.
🪐
Hobbyista de astronomia
Uma massa orbitando em um raio fixo
Massa (m) 2 kgVelocidade (v) 3m/sRaio (r) 0,5m
L = mvr = (2)(3)(0,5) = 3 kg·m²/s. Tratar a massa orbital como um ponto a 0,5 m do eixo fornece o mesmo L que você obteria calculando primeiro I = mr² e depois multiplicando por ω = v/r.
⛸️
Patinador no gelo
Puxando os braços no meio do giro
Momento angular (L) constante - sem torque externoMomento de inércia (I) diminui à medida que os braços se contraem
Sem torque externo, L permanece constante. À medida que a patinadora puxa os braços para dentro, I cai, então ω deve subir para manter L = Iω fixo - é exatamente por isso que os patinadores giram mais rápido com os braços dobrados.
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Referência
Citar esta calculadora
APA e MLA▸
Use um destes formatos para citar esta calculadora em um trabalho ou relatório.
O momento angular (L) é a contraparte rotacional do momento comum - ele captura quanto "movimento rotacional" um objeto giratório ou em órbita carrega. Esta calculadora calcula L a partir do momento de inércia e velocidade angular, da massa/velocidade/raio para uma massa pontual, ou resolve de trás para frente para ω ou I quando L já é conhecido.
Como funciona a calculadora de momento angular
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As duas fórmulas nesta página descrevem a mesma quantidade física de ângulos diferentes. L = Iω trata o objeto como um todo, usando seu momento de inércia (como a massa é distribuída em relação ao eixo) e a velocidade com que ele gira. L = mvr trata uma única massa como um ponto viajando em um círculo com velocidade tangencial v e raio r - como uma massa pontual tem I = mr² e ω = v/r, substituindo em L = Iω dá L = mr²·(v/r) = mvr, exatamente o mesmo resultado. Use qualquer fórmula que corresponda aos números que você já possui. Para um objeto com uma forma mais complexa, primeiro calcule I com a Calculadora do momento de inércia e, em seguida, traga esse valor aqui.
Entradas e o que elas significam
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O momento de inércia (I) está em kg·m² e depende da massa e de como ela está distribuída em relação ao eixo de rotação - uma massa espalhada longe do eixo tem um I maior do que a mesma massa concentrada perto dele. A velocidade angular (ω) está em radianos por segundo; uma revolução completa por segundo é igual a 2π ≈ 6,283 rad/s. Massa (m), velocidade (v) e raio (r) na guia Massa pontual descrevem um único objeto movendo-se em um caminho circular. Na guia Resolver, o momento angular (L) é tratado como a quantidade conhecida e conservada, e você resolve o valor de ω ou I que estiver faltando.
Conservação e limites
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O momento angular é conservado sempre que não há torque externo líquido atuando em um sistema — é por isso que uma patinadora no gelo gira mais rápido puxando os braços para dentro, e é por isso que uma estrela de nêutrons gira muito mais rápido do que a estrela da qual entrou em colapso. Mas se qualquer torque externo atuar (atrito, uma força aplicada, gravidade de outro corpo), L não será mais constante e esta simples relação não capturará o movimento completo. Essas fórmulas também assumem um corpo rígido ou uma massa pontual verdadeira; para sistemas estendidos, não rígidos ou de precessão, é necessário o tratamento vetorial completo do momento angular. Consulte a Calculadora de energia cinética rotacional para obter a energia relacionada armazenada em um objeto giratório.
❓
Perguntas
Perguntas frequentes
6 perguntas▸
Qual é a fórmula do momento angular?+
O momento angular é L = Iω (momento de inércia vezes velocidade angular) ou, equivalentemente para uma massa pontual, L = mvr (massa vezes velocidade vezes raio). Ambos fornecem o mesmo resultado em kg·m²/s — use os dados que você já conhece.
O momento angular é conservado?+
Sim, sempre que não houver torque externo líquido atuando no sistema. Se I muda, mas nenhum torque é aplicado, ω deve mudar para manter L = Iω constante - esta lei de conservação é a razão pela qual os objetos giratórios aceleram ou desaceleram quando sua massa é redistribuída.
Por que uma patinadora giratória acelera quando puxa os braços?+
Puxar os braços diminui seu momento de inércia I (a massa se aproxima do eixo de rotação). Sem torque externo, L = Iω deve permanecer constante, então um I menor força um ω maior – ela gira mais rápido.
Quais unidades esta calculadora usa?+
Momento de inércia em kg·m², velocidade angular em radianos por segundo (rad/s), massa em quilogramas, velocidade em m/s, raio em metros e o momento angular resultante em kg·m²/s (equivalentemente, kg·m²·s⁻¹ ou J·s).
Qual é a fórmula da massa pontual para o momento angular?+
Para uma única massa m movendo-se com velocidade tangencial v em torno de um círculo de raio r, o momento angular é L = mvr. Isso é o mesmo que L = Iω, uma vez que você substitui o momento de inércia de uma massa pontual I = mr² e sua velocidade angular ω = v/r.
Esta calculadora pode resolver a velocidade angular ou o momento de inércia?+
Sim - a guia Resolver permite inserir um momento angular conhecido L mais I ou ω, e resolve algebricamente o que falta (ω = L/I ou I = L/ω). Isto é útil para problemas de conservação onde L permanece fixo, mas I e ω mudam.
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