1- Momento en física

Se refiere a la capacidad que tiene una fuerza para provocar un giro o rotación alrededor de un punto.

En la vida cotidiana

En el ámbito de la oralidad, un momento es un instante (de tiempo).

2- ¿En qué consiste el momento de un cuerpo físico?

El momento de una fuerza con respecto a un punto da a conocer en qué medida existe capacidad en una fuerza o sistema de fuerzas para cambiar el estado de la rotación del cuerpo alrededor de un eje que pase por dicho punto.

El momento tiende a provocar una aceleración angular (cambio en la velocidad de giro) en el cuerpo sobre el cual se aplica y es una magnitud característica en elementos que trabajan sometidos a torsión (como los ejes de maquinaria) o a flexión (como las vigas).

Tipos de momento

Momento de fuerza

En mecánica newtoniana, se denomina momento de una fuerza (respecto a un punto dado) a una magnitud (pseudo)vectorial, obtenida como producto vectorial del vector de posición del punto de aplicación de la fuerza (con respecto al punto al cual se toma el momento) por el vector fuerza, en ese orden. También se denomina momento dinámico o sencillamente momento.

Momento de inercia rotacional

El momento de inercia (símbolo I) es una medida de la inercia rotacional de un cuerpo. Cuando un cuerpo gira en torno a uno de los ejes principales de inercia, la inercia rotacional puede ser representada como una magnitud escalar llamada momento de inercia. Sin embargo, en el caso más general posible la inercia rotacional debe representarse por medio de un conjunto de momentos de inercia y componentes que forman el llamado tensor de inercia. La descripción tensorial es necesaria para el análisis de sistemas complejos, como por ejemplo en movimientos giroscópicos.

El momento de inercia refleja la distribución de masa de un cuerpo o de un sistema de partículas en rotación, respecto a un eje de giro. El momento de inercia sólo depende de la geometría del cuerpo y de la posición del eje de giro; pero no depende de las fuerzas que intervienen en el movimiento.

El momento de inercia desempeña un papel análogo al de la masa inercial en el caso del movimiento rectilíneo y uniforme. Es el valor escalar del momento angular longitudinal de un sólido rígido.

Momento angular

El momento angular o momento cinético es una magnitud física importante en todas las teorías físicas de la mecánica, desde la mecánica clásica a la mecánica cuántica, pasando por la mecánica relativista. Su importancia en todas ellas se debe a que está relacionada con las simetrías rotacionales de los sistemas físicos. Bajo ciertas condiciones de simetría rotacional de los sistemas es una magnitud que se mantiene constante con el tiempo a medida que el sistema evoluciona, lo cual da lugar a una ley de conservación conocida como ley de conservación del momento angular. El momento angular para un cuerpo rígido que rota respecto a un eje, es la resistencia que ofrece dicho cuerpo a la variación de la velocidad angular. En el Sistema Internacional de Unidades el momento angular se mide en kg·m²/s.

Esta magnitud desempeña respecto a las rotaciones un papel análogo al momento lineal en las traslaciones. Sin embargo, eso no implica que sea una magnitud exclusiva de las rotaciones; por ejemplo, el momento angular de una partícula que se mueve libremente con velocidad constante (en módulo y dirección) también se conserva.

Momento lineal

La cantidad de movimiento, momento lineal, ímpetu o momentum es una magnitud física fundamental de tipo vectorial que describe el movimiento de un cuerpo en cualquier teoría mecánica. En mecánica clásica, la cantidad de movimiento se define como el producto de la masa del cuerpo y su velocidad en un instante determinado

¿Qué diferencia existe entre los diferentes tipos de momento?

El momento lineal o cantidad de movimiento es una magnitud vectorial igual al producto de la masa por la velocidad de un cuerpo:

→ ... →p = m v

El concepto que desea transmitir es la intuición de que a igual velocidad es más difícil de detener un objeto más masivo porque tiene mayor “cantidad de movimiento”. Sus unidades en el sistema SI son el kg.m/s. En los sistemas sobre los que no actúan fuerzas externas se verifica el principio de conservación del momento lineal, por el que la cantidad de movimiento total del sistema permanece constante. Este principio es especialmente útil en los problemas de choques y explosiones.

Por su parte, el momento angular es una magnitud vectorial resultado del producto vectorial entre el vector momento lineal y el radio vector:

→ .→ .→L = p ʌ r

Como se puede ver, es el momento del momento (momento lineal por su brazo). Cuando la dirección del vector momento angular coincide con el eje de rotación del sólido:

→ .. →L = I ω

Sus unidades en el sistema SI son el kg.m²/s. El momento angular también tiene su propio principio de conservación. Cuando la resultantes de los momentos externos es cero dL/dt = 0, el momento angular del sistema se conserva.

Si se tiene un sistema cerrado ¿Qué pasa con el momento angular? ¿Se mantiene constante, varia o se anula?

Si se mantiene constante. Si tomamos como ejemplo un planeta: Mientras no existan factores externos que afecten la velocidad de giro, el momento angular de este, debe permanecer constante.

Sin embargo, este no es el caso de la Tierra, pues, los efectos gravitatorios de su satélite, (que son fuerzas externas) sobre las concentraciones de agua, provocan que entre los océanos Y la superficie del planeta exista una fricción, que atenúa progresivamente la velocidad con la que el planeta gira. En consecuencia, la rotación de la Tierra es cada vez más lenta. Y los días más y más largos.

Mientras tanto, la energía cinética de rotación, poco a poco se transforma en calor, lo cual se traduce en un leve incremento de la temperatura global del planeta.

Principio de conservación del momento angular

El principio de conservación del momento angular afirma que si el momento de las fuerzas exteriores es cero (lo que no implica que las fuerzas exteriores sean cero, que sea un sistema aislado), el momento angular total se conserva, es decir, permanece constante.