Dinâmica de rotação

DINÂMICA DE ROTAÇÃO
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.
Para chegarmos aos resultados, após o experimento, fez-se o uso das seguintes equações: