Marco de referencia, sistemas no inerciales y aceleración relativa

Afirmación: Referente a la mochila, el colgante se encuentra en movimiento. ( )

1. El marco de referencia indicado es la mochila: se pide describir el movimiento del colgante desde la mochila.
2. El colgante está unido a la mochila y con ella mantiene una posición fija: su distancia y orientación respecto de la mochila no cambian con el tiempo.
3. Si las coordenadas del colgante son constantes en ese sistema, su velocidad es \vec{v} = \dfrac{d\vec{r}}{dt} = 0.
4. Un objeto que no cambia de posición respecto al sistema elegido está en reposo en ese marco.

Afirmación: En los sistemas no inerciales se puede aplicar las leyes de Newton sin ningún factor de corrección. ( )

1. Un sistema no inercial es aquel que está acelerado respecto a un sistema inercial (giro, aceleración lineal, u oscilación).
2. En ese marco aparecen fuerzas ficticias (fuerzas inerciales), como la fuerza centrífuga \vec{F}_{cf} = -m\vec{a}_{0} o la fuerza de Coriolis, que no tienen cuerpo que las origine.
3. Para que la segunda ley \sum \vec{F} = m\vec{a} funcione en el marco no inercial hay que añadir estos términos correctores: \sum \vec{F} - m\vec{a}_{0} = m\vec{a}_{rel}.
4. Por tanto, aplicar las leyes de Newton "sin ningún factor de corrección" produce resultados erróneos.

Afirmación: La aceleración del Trole (a) es la misma con la que se mueve la mochila de Andrés referente a un espectador que está mirando desde fuera del autobús. ( )

1. El observador está en el pavimento (marco inercial), y ambos cuerpos, Trole y mochila, se observan desde ahí.
2. La mochila viaja dentro del autobús sin desplazarse respecto de él, por lo que comparte su movimiento: \vec{r}_{mochila} = \vec{r}_{trole} + \vec{r}_{rel}, con \vec{r}_{rel} constante.
3. Al derivar dos veces respecto del tiempo, la derivada de la cantidad constante es cero: \vec{a}_{mochila} = \vec{a}_{trole} + \underbrace{\dfrac{d^{2}\vec{r}_{rel}}{dt^{2}}}_{=\,0} = \vec{a}_{trole}.
4. Ambos poseen entonces la misma aceleración respecto del observador externo, a_{mochila} = a_{trole} = a.