Encontré dos preguntas de práctica en las que un objeto estaba unido a un vehículo que aceleraba, pero solo uno de estos casos requería que se ilustrara una fuerza de inercia en el diagrama de cuerpo libre del objeto. Las dos situaciones son las siguientes:
1) Una cuenta está unida al techo de un tren que acelera con una cuerda, manteniendo un ángulo con el techo. Este diagrama de cuerpo libre consiste en una fuerza de inercia opuesta a la aceleración del tren, que anula la tensión horizontal del cordón de la cuerda.
2) Una caja está situada en la plataforma de un camión y ambos sistemas aceleran juntos. Inicialmente pensé que el diagrama de cuerpo libre de la caja debería contener una fuerza de inercia opuesta a la aceleración del camión, pero no parece ser el caso. Si asumimos la presencia de una fuerza de inercia y aplicamos F=ma a las fuerzas horizontales de la caja, obtenemos:
(static friction force between box + truck) - ma = ma-->frictional force = 2ma.
Esto obviamente está mal.
¿Qué hace que estos dos ejemplos sean diferentes? Y en consecuencia, ¿por qué es necesaria una fuerza de inercia para 1), pero no para 2)?
También puedes usar una fuerza de inercia en el segundo caso. Sin embargo, en ese caso la ecuación sería:
,
dando a la fuerza de fricción ser ' '. La aceleración de la caja en la ecuación sería ' ' y no ' ' ya que el análisis está en el marco de referencia del camión en el que la caja permanece estacionaria.