Question

(Ufmg 2012) Nesta figura, está representada, de forma esquemática, a órbita de um cometa em torno
do Sol:
Neste esquema, estão assinalados quatro pontos – P, Q, R ou S –
da órbita do cometa.
a) Indique em qual dos pontos – P, Q, R ou S – o módulo da
aceleração do cometa é maior.
b) Na trajetória descrita pelo cometa, a quantidade de movimento do
cometa se conserva? Justifique sua resposta.

Answer 1

a) Um cometa em órbita ao redor do Sol está sujeito apenas à força gravitacional e o módulo da aceleração (a) do cometa, num ponto qualquer da órbita, é dada pela Lei de Newton da Gravitação:

a = G.M(Sol)/r² 

Como o módulo da aceleração é inversamente proporcional ao quadrado da distância do cometa ao Sol (r), ele será maior no ponto P, onde esta distância é menor.

b) Entendemos aqui quantidade de movimento como quantidade de movimento linear ou momento linear (Q = m.v), sendo m a massa do cometa e v a sua velocidade.
Como podemos observar no item a, o cometa tem uma aceleração que não é constante, variando de acordo com a sua distância ao Sol.
Observemos na figura a trajetória de R para P. Sua aceleração aumentará conforme se aproxima de P e, portanto, sua velocidade também (consideramos aqui a velocidade tangencial). Logo de R para P a quantidade de movimento aumenta.
Entretanto, de P para R, o contrário ocorre e a quantidade de movimento diminui. 
Portanto, a quantidade de movimento linear não se conserva. Porém, como o sistema não sofre ação de forças externas, uma outra quantidade será conservada, chamada momento angular.