¿Se moverá un objeto que descansa sobre una plataforma giratoria en un mundo sin fricción?

Imagine que se coloca una piedra sobre un disco sin fricción que gira uniformemente. ¿Qué pasará con este guijarro? ¿Se deslizará el disco debajo de él y el guijarro permanecerá como está? ¿O habrá una fuerza centrífuga sobre el guijarro y saldrá disparado del disco?

¿Hay gravedad?
Sí, hay gravedad, que actúa verticalmente hacia abajo.
@BrandonEnright No estoy de acuerdo. ¿En qué se diferenciaría su afirmación de decir que estudiar el movimiento de proyectiles en un campo gravitacional uniforme con resistencia del aire cero no tiene sentido? Las idealizaciones a menudo son muy útiles para obtener una visión conceptual. Además, son útiles porque las situaciones reales a menudo se aproximan bien mediante idealizaciones. Si, por ejemplo, tuviéramos un disco de hockey sobre una mesa de hielo giratoria, podríamos aproximarnos bastante bien a la situación a la que se refiere el OP.
@joshphysics Tienes razón, me he retractado de mi comentario. Mi reacción inicial al problema fue que habría un campo eléctrico no uniforme porque los átomos no se empaquetan perfectamente planos y este campo no uniforme aún afectaría al guijarro. Luego me di cuenta de que este efecto sería lo mismo que la fricción, lo que hace que la no fricción no sea física. En cambio, para manejar este problema, debe ignorar por completo los átomos y solo pensar en el problema en términos abstractos de guijarros perfectos, discos perfectos.
@BrandonEnright Gracias por la edición. Mi pregunta es más clara. Ahora bien, esto plantea otra pregunta. Si la piedra no se tira, ¿eso significa que el agua en un balde giratorio no se pegará a los lados?
Continuación.... Ahora supongamos que hay fricción. En este caso el agua se pegará a los lados, ¿no? Ahora, según Einstein, no hay forma de juzgar si el cubo está girando o si el universo está girando contra el cubo. Cuál de ellos es 'real'. Entonces, incluso si el universo estuviera girando y el cubo no, cuando se ve desde el marco del universo, el agua se pegará a los lados, ¿no es así? Por favor, apúntame mal si lo estoy. Y pido disculpas por no ser tan claro.
@vardhanamdaga Creo que deberías hacer eso como una pregunta separada. Además, asegúrese de incluir "@nombre de usuario" si desea que las personas vean sus respuestas. Acabo de ver tu comentario porque volví a mirar la pregunta.

Respuestas (3)

Supongamos que toda esta configuración se ve desde un marco inercial y que si hay gravedad, entonces apunta perpendicular al plano del disco, entonces

El disco se deslizará debajo del guijarro, y el guijarro permanecerá donde está.

¿Por qué? Bueno, en un marco inercial, se cumple la segunda ley de Newton. Dado que la fuerza sobre la piedra tangente a la superficie del disco es cero cuando no hay fricción, la aceleración de la piedra será cero. Por lo tanto, su velocidad será constante, y si su velocidad comenzó en cero, entonces permanecería en cero para todos los tiempos posteriores.

Entonces, ¿usted dice que si un balde de agua gira en un ambiente libre de fricción, entonces el agua no se pegará a los lados? ¿Se quedará donde está y el balde seguirá girando?
@vardhanamdaga Un balde de agua no está ni remotamente relacionado con un disco giratorio. Más detalles sobre cómo gira el balde ayudarán
@PranavHosangadi Creo que es un poco duro y no es del todo una caracterización justa. Si hubiera algún líquido que no tuviera interacción con los lados del balde, entonces sí, si comenzaras a girar el balde, simplemente se quedaría allí.

En ese caso, la piedra no se moverá.

Si no hay fricción, no habrá fuerzas entre la piedra y el disco.

El guijarro no se moverá de acuerdo con un marco de inercia fuera del disco que está en reposo con respecto al suelo, ya que mirando desde este marco de inercia, no hay una fuerza horizontal que actúe sobre el guijarro debido a la falta de fricción. Por lo tanto, de acuerdo con Newton 2 norte d guijarro ley permanecerá en su estado de acuerdo con un observador desde el suelo. Pero para un observador que gira a lo largo del disco ( marco no inercial, tenemos que incluir pseudo fuerza ) vea que el guijarro está bajo la fuerza centrífuga que actúa sobre él y para su observación, el guijarro se moverá en relación con él y la dinámica dada por newton 2 norte d ley, es decir metro a = C mi norte t r i F tu gramo a yo F o r C mi

Cuando trabaje con marcos de referencia giratorios, recuerde que no solo debe pensar en la fuerza centrífuga, sino también en la fuerza de Coriolis.
¿Se moverá un objeto que descansa sobre una plataforma giratoria en un mundo sin fricción?
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