Introdução
Pela primeira lei de Newton, se a força resultante sobre uma partícula é nula,
os únicos estados de movimento possíveis para essa partícula, num referencial
inercial, são os estados para os quais o vetor velocidade é constante (inclusive nulo).
A mudança de um estado de movimento para outro, com vetor velocidade diferente, só
é possível se a partícula fica sob a ação de uma força resultante não nula. Assim,
mesmo sobre uma partícula em movimento circular uniforme (MCU), atua uma força
resultante não nula, porque o movimento é acelerado com a direção do vetor
velocidade linear variando continuamente.
Pela segunda lei de Newton, por causa de uma força resultante não nula, o
vetor velocidade de uma partícula varia tanto mais rapidamente quanto menor for a
sua massa (considerada constante). Assim, e nesse sentido, dizemos que a massa da
partícula é uma medida de sua inércia. Mas, quando consideramos os movimentos de
rotação de um corpo, é mais apropriado descrever a sua inércia pelo momento de
inércia e o estado de movimento, pelo vetor momento angular.
Por outro lado, a segunda lei de Newton para as rotações garante que, caso a
inércia rotacional de um corpo permaneça constante, a mudança de um estado de
movimento rotacional para outro, com momento angular diferente e velocidade de
rotação diferente, só pode acontecer se existe um torque externo resultante não nulo
sobre esse corpo. Além disso, a mudança de um estado de movimento para outro, de
mesmo momento angular, mas de velocidade de rotação diferente, pode ocorrer pela
alteração da distribuição de massa do corpo, ou seja, alterando sua inércia rotacional.
Esta inércia rotacional é representada pelo momento de inércia do corpo. O momento
de inércia é, para as rotações, o que a massa é para as translações, só que depende
tanto da massa quanto de sua distribuição em torno do eixo de rotação.
Vamos dar dois exemplos simples, dentre muitos, de circunstâncias cotidianas
em que a dinâmica das rotações faz um papel importante. Uma bailarina, que inicia um
giro com os braços abertos e pernas separadas, aumenta o módulo da sua velocidade
de rotação, em pleno ar, fechando braços e pernas. Isto acontece porque a bailarina
diminuiu a sua inércia de rotação. Um equilibrista se vale de uma longa barra para
facilitar seu equilíbrio sobre uma corda esticada. A barra tem boa parte da massa
longe da corda, que atua como eixo de giro. Portanto, a barra tem grande inércia
rotacional, de modo que, se o equilibrista se inclina para um lado, ele pode readquirir o
equilíbrio girando levemente a barra em sentido contrário.
Grupo de Ensino de Física da Universidade Federal de Santa Maria