Aceleración en un marco de referencia no inercial

Tengo una duda conceptual sobre la relación de la aceleración en un sistema no inercial. Para explicar la duda sin malentendidos, voy a escribir el texto de un ejercicio:

Una plataforma gira con ω = 10 rad/s alrededor z -hachas. Se conecta una bola, con un hilo a z . Su distancia a los ejes es de 15 cm y gira con ω = 10 rad/s. No hay fricción entre la plataforma y la pelota. De repente, la velocidad angular de la plataforma se reduce a ω = 2 rad/s. Encuentre la velocidad y la aceleración de la pelota en el sistema de la plataforma.

Sé que la aceleración de la pelota calculada en un marco de referencia inercial es:

a 0 = a + a C C + a C

dónde a = aceleración calculada en un marco de referencia no inercial, a C C = 2 ω × v , a C = ω 2 r tu r .

Entonces a = a 0 a C C a C

he escrito a = ω 2 r 2 w r v + w r 2 r , dónde ω r = ω ω

Pero la fórmula correcta es a = ω 2 r 2 ω v ω 2 r

No entiendo

  1. por qué a C tiene que tener signo opuesto

  2. Por qué en a C y a C C la velocidad angular es la velocidad angular de la plataforma en lugar de la velocidad angular relativa

Si no hay fricción, ¿qué fuerzas actúan sobre la pelota? La gravedad y la tensión del patio. Entonces, ¿qué haría que la pelota cambiara su rotación constante sobre el eje z ?

Respuestas (1)

1) por qué a C tiene que tener signo opuesto.

a C es la aceleración centrífuga en el marco giratorio que experimenta la pelota de tenis.

a C = ( ω × r ) × ω
eres la respuesta para a C da el signo y la magnitud correctos. Si dibujas los vectores para ω y r y aplique la regla de la mano derecha (RHR) apunta lejos del centro de rotación. Sea cual sea el signo que elijas a 0 , la aceleración centrífuga debe tener el signo opuesto. En este caso es negativo.

2) por qué en a C y a C C la velocidad angular es la velocidad angular de la plataforma en lugar de la velocidad angular relativa

necesitas usar ω aquí porque es la rotación de la plataforma en el sistema inercial. En la última línea del texto del ejercicio, se le pide velocidad y aceleración en el sistema de plataforma. Si usa la velocidad angular relativa, sus respuestas serán diferentes de lo que se pide.

Ref Taylor Classical Mechanics capítulo sobre mecánica en marcos no inerciales (capítulo nueve en la edición previa a la publicación de diciembre de 2001 que tengo)

Muchas gracias. Sobre la segunda pregunta: tengo que poner ω r en a C C y {a_c} si la pregunta es "encontrar la aceleración de la bola en un marco giratorio que tiene una velocidad angular dada por la diferencia entre la velocidad angular de la bola y la velocidad angular de la plataforma". ¿no es así?
@sunrise: Estoy de acuerdo con esa declaración. También tendría que usar el valor correcto para v en ese marco.