¿Es la Tierra un marco de referencia inercial?

Question

¿Se considera a la Tierra como un marco inercial? Me confundí porque aprendimos sobre el efecto coriolis. Sabemos que la Tierra gira por lo tanto el efecto coriolis debe tener lugar . Pero, ¿tiene un efecto mínimo para el movimiento de las bolas, etc. cuando se mueven con respecto al suelo?

Answer 1

La superficie de la Tierra es no en rigor, un marco de referencia inercial. Los objetos en reposo respecto a la superficie de la Tierra están en realidad sujetos a una serie de efectos inerciales, como las fuerzas ficticias (Coriolis, centrífugas, etc.) debido a la rotación, precesión y otros tipos de aceleración de la Tierra.

Sin embargo, cuando resolvemos problemas de física, normalmente tomamos el marco de la Tierra como inercial. Esto se debe a que los efectos de inercia son minúsculo para la mayoría de nuestras experiencias y experimentos diarios. Por ejemplo, los objetos en el Ecuador son los que están sujetos a la fuerza centrífuga más fuerte y sólo se trata de $3 \times10 ^{-3}$ o $0.3\%$ de su peso.

Así que, en su mayor parte, si un experimento es lo suficientemente corto y ocurre en una región lo suficientemente pequeña, la superficie de la Tierra puede, de hecho, aproximarse a un marco de referencia inercial, ya que los efectos en los resultados del experimento son muy, muy pequeños.

Esto, por supuesto, tiene excepciones, como se cita en la respuesta de NJSPEER.

Sin embargo, si por "Tierra" se entiende el marco de referencia en el centro de la Tierra, se trata de un marco inercial según la Relatividad General (GR), ya que los observadores en caída libre son inerciales en la GR. La Tierra realmente tiene alguna aceleración adecuada debido a fuerzas externas como la presión de la radiación, pero estos también son efectos minúsculos.

Answer 2

Debido a que la Tierra está rotando, nunca es estrictamente un marco de referencia inercial. Sin embargo, debido a que los efectos son pequeños en muchas situaciones, a menudo puede ser aproximado como uno. El momento de utilizar las fuerzas de Coriolis tendrá que ser determinado caso por caso. Por ejemplo, los problemas balísticos que cubren grandes distancias requerirán con toda seguridad correcciones de la fuerza de Coriolis, y los péndulos que oscilan durante mucho tiempo también requerirán correcciones de la fuerza de Coriolis. En el caso de un bloque que se desliza por un plano inclinado, o un resorte en una masa, o una cuerda vibrante, no debería ser necesario tenerlo en cuenta.

Answer 3

Mach diría que los efectos no inerciales se deben al movimiento relativo entre la tierra y el resto del universo.

Mira:
-• Assis, André K. T. Mecánica Relacional e Implementación del Principio de Mach con la Fuerza Gravitatoria de Weber . Montréal: Apeiron, 2014.

Answer 4

Sé que está siendo un poco pedante, pero diría que "la tierra" es una cosa, no un marco de referencia. Podrías definir un marco de referencia inercial que contenga la tierra.

Pero supongamos que te refieres a un marco de referencia definido con referencia a la tierra: Z es perpendicular al suelo donde estás parado, X e Y son paralelos al suelo y perpendiculares entre sí.

Si te quedas quieto en este marco de referencia, puedes notar que sientes la aceleración (la gravedad). Por lo tanto, no es un marco de referencia inercial.