Il momento angolare riguarda il modo in cui gli oggetti ruotano: è una sorta di “potere di rotazione” di qualcosa che sta girando o ruotando. Gli oggetti grandi e pesanti che girano velocemente hanno molto “potere di rotazione”.

Immagina di essere su una giostrina al parco giochi. Se ti siedi vicino al bordo mentre la giostra gira, senti che ti spinge verso l’esterno. Ma se ti sposti più vicino al centro, la giostra inizia a girare più velocemente senza che nessuno la spinga. Questo accade perché, avvicinandoti al centro, stai aiutando la giostra a ruotare più velocemente, ed è qui che entra in gioco il momento angolare.

La grandezza del momento angolare dipende da tre fattori principali:

1. La massa dell'oggetto che ruota: Più l'oggetto è massiccio, maggiore sarà la sua momento angolare. Un oggetto pesante, a parità di velocità con uno più leggero, avrà più momento angolare.

2. La velocità di rotazione dell'oggetto: Se l'oggetto ruota più velocemente, il suo momento angolare aumenta, e questo significa più “potere di rotazione”.

3. La distanza della massa dal centro di rotazione: Questa è la distanza dal centro del cerchio di una pallina che gira attaccata a una corda. Se la massa è più lontana dal centro, o se l'oggetto rotante è più largo, anche il momento angolare aumenta, poiché più massa lontana dal centro di rotazione significa maggiore “potere di rotazione”.

Nell'immagine qui sotto, gli oggetti a destra avranno una momento angolare minore rispetto a quelli a sinistra, a parità di velocità di rotazione.

il momento angolare è una grandezza vettoriale perché la direzione della rotazione è importante. Rappresentiamo una grandezza vettoriale con una piccola freccia. Ricordi cos’è un vettore? Ne abbiamo parlato nell’articolo Scale di misura e vettori. Nel caso del momento angolare, il vettore mostra la “forza” e la “direzione” della rotazione.

Cos’è esattamente la direzione della rotazione?

Immagina di far ruotare una pallina attaccata a una corda. La direzione del momento angolare non è né lungo la corda né sul cerchio: è lungo l'asse di rotazione, una linea immaginaria attorno alla quale avviene la rotazione. Quando un oggetto ruota, tutte le sue parti si muovono in cerchio attorno a una linea centrale, l'asse di rotazione, che però rimane ferma.

Possiamo trovare il verso del momento angolare usando la “regola della mano destra”:

• Tendi la mano destra e curva le dita nella direzione della rotazione.
• Il pollice, che punta in fuori, indica la direzione del vettore del momento angolare!

Quindi, se una trottola ruota in senso orario su un tavolo, il vettore del momento angolare punta verso l'alto.

Ecco alcuni esempi:

Il momento angolare segue una regola speciale chiamata legge di conservazione del momento angolare. Questa legge afferma che il momento angolare non scompare: rimane costante a meno che una forza esterna non lo modifichi. In altre parole, se qualcosa inizia a ruotare, continuerà a ruotare con lo stesso momento angolare, a meno che qualcosa non lo fermi o rallenti.

Un ottimo esempio è quello dei pattinatori o ballerini che ruotano con le braccia aperte.

Quando avvicinano le braccia al corpo, iniziano a girare più velocemente. Quando le riaprono di nuovo, rallentano. Anche se la loro velocità cambia, il momento angolare rimane lo stesso. Controllano la velocità modificando la distanza delle braccia dal corpo: avvicinando le braccia girano più velocemente (perché si avvicinano al centro), mentre aprendole rallentano (perché il loro corpo si allarga). Provaci anche tu!