Il momento è una misura del movimento che determina quanta forza eserciterà un oggetto di una data massa quando si sposta a una velocità impostata. L’equazione per la quantità di moto in linea retta è semplice: p = mv, dove p è la quantità di moto e m e v sono massa e velocità. Il momento angolare è una quantità leggermente diversa; si tratta di calcolare il movimento di un oggetto o di una particella attorno a un punto fisso, un sistema noto anche come orbita. Il calcolo del momento angolare differisce leggermente per particelle e oggetti, ma è simile al calcolo del momento lineare.
La formula per il momento angolare delle particelle è L = rp. L è la quantità di moto, r è il raggio dal centro dell’orbita alla particella e p è la quantità di moto lineare della particella: massa per velocità. Il momento angolare applicato agli oggetti è in qualche modo diverso; la formula è L = Iω, dove L è il momento, I è il momento d’inerzia e , è la velocità angolare. Un concetto importante, il momento d’inerzia influenza la coppia, o forza di rotazione attorno ad un asse fisso. Il momento d’inerzia è il prodotto della massa e il quadrato del raggio di rotazione, o I = mr2.
La quantità di moto di un oggetto attorno al suo asse fa sì che l’asse rimanga fermo, indipendentemente dal peso ad esso attaccato, quando la massa si muove rapidamente, in modo simile al movimento di una trottola. In altre parole, il movimento rotatorio di un corpo in rapida rotazione fa sì che l’asse si stabilizzi. Ad esempio, un ciclista ha più facilità a stare in piedi quando le ruote della bicicletta girano velocemente. Allo stesso modo, i giocatori di football danno alla palla un movimento a spirale per farla volare più dritta verso il loro compagno di squadra e, per lo stesso principio, una canna di pistola include rigature lungo l’interno della canna per dare al proiettile una rotazione a spirale mentre viaggia.
Il calcolo del momento angolare è utile per determinare le orbite dei corpi celesti. Johannes Kepler, un astronomo olandese del XVII secolo, sviluppò la sua seconda legge del moto planetario attraverso il concetto di conservazione del momento angolare. Questa legge afferma che finché non c’è coppia esterna su un oggetto in orbita, il suo momento non cambierà mai. Man mano che si avvicina al centro di rotazione, la sua velocità di rotazione aumenterà e diminuirà man mano che si allontana dall’asse di rotazione.