Si medimos la trayectoria de una partícula en un marco de referencia giratorio como $\vec x=\vec x(t)$ entonces $\frac{d^2\vec x}{dt^2}=0$ ¿podría ser cero?
Por supuesto. Consideremos un satélite de comunicaciones geoestacionario. Ignorando las perturbaciones, un satélite geosincrónico es estacionario desde la perspectiva de un observador fijo con respecto a la Tierra en rotación. Desde esta perspectiva, un satélite geoestacionario tiene velocidad cero, por lo que, obviamente, aceleración cero.
Intento explicar por qué la primera ley del movimiento de Newton sólo es cierta para un marco de referencia especial.
El contrapositivo de la primera ley de Newton es que un cuerpo sometido a una fuerza neta distinta de cero no se moverá con una velocidad constante. Sin embargo, ese satélite geoestacionario se mueve con una velocidad constante (cero) a pesar de que una fuerza (la gravitación) actúa sobre el satélite. Esto no es coherente con la primera ley de Newton.
Ese satélite geoestacionario no es estacionario desde la perspectiva de un marco de referencia inercial. Esto es coherente con la primera ley del movimiento. Sobre él actúa una fuerza, la gravitación.