¿La conservación del momento angular es responsable de la rotación de un cuerpo rígido cuando frena una rueda interna?

Supongamos que hay un cuerpo rígido, como un satélite, que contiene en su interior una rueda que gira a una velocidad constante. Esto significa que el satélite tiene un cierto vector de momento angular constante L → . Supongamos ahora que la rueda interna se frena por medio de unos frenos. Según tengo entendido, ningún par neto actúa sobre el sistema en este proceso (por el principio de reacción igual y opuesta de la tercera ley de Newton). Por lo tanto, L → es constante, y el satélite debe compensar la ralentización de su rueda interna por sí mismo (la "estructura exterior" del satélite) ganando velocidad de rotación. Por lo tanto, reducir la velocidad de una rueda giratoria interna hará que la nave espacial gire debido a la conservación del momento angular (ver el diagrama a continuación). ¿Es correcto mi pensamiento aquí?

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El satélite no tiene momento angular, la rueda sí.
¿Los frenos no funcionan aplicando Torque en la dirección opuesta? Por favor, corríjame si está mal.

Respuestas (1)

Dado que el satélite y la rueda están conectados por un eje, pueden intercambiar cantidades iguales y opuestas de momento angular, tal que se conserva el momento total,

Si inicialmente la rueda tiene momento angular L → y el satelite 0 , y se aplican frenos entre ellos, entonces parte de ese momento angular se transferirá al satélite.

La ley básica aquí para cada cuerpo es

Δ (momento angular) = (esfuerzo de torsión) ⋅ Δ (tiempo)

y dado que el par de frenado se aplica en cantidades iguales y opuestas sobre los dos cuerpos durante la misma cantidad de tiempo, el cambio de cantidad de movimiento en un cuerpo se transfiere al otro cuerpo en el sentido opuesto.

¿La conservación del momento angular es responsable de la rotación de un cuerpo rígido cuando frena una rueda interna?
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