Comment on: Curling rock dynamics — The motion of a curling rock: inertial vs. noninertial reference frames

We examine the approach used and the results presented in a recent publication (Can. J. Phys. 76, 295 (1998)) in which (i) a noninertial reference frame is used to examine the motion of a curling rock, and (ii) the lateral motion of a curling rock is attributed to left–right asymmetry in the force acting on the rock. We point out the important differences between describing the motion in an inertial frame as opposed to a noninertial frame. We show that a force exhibiting left–right asymmetry in an inertial frame cannot explain the lateral motion of a curling rock. We also examine, as was apparently done in the recent publication, an effective force that has left–right asymmetry in a noninertial, rotating frame. We show that such a force is not left–right asymmetric in an inertial frame, and that any lateral motion of a curling rock attributed to the effective force in the noninertial frame is actually due to a real force, in an inertial frame, which has a net nonzero component transverse to the velocity of the center of mass. We inquire as to the physical basis for the transverse component of this real force. We also examine the motion of a rotating cylinder sliding over a smooth surface for which there is no melting: we show that the motion is easily analyzed in an inertial frame and that there is little to be gained by considering a rotating frame. We relate the results for this simple case to the more involved problem of the motion of a curling rock: we find that the motion of curling rocks is best studied in inertial frames. Perhaps most importantly, we show that the approach taken and the results presented in the recent publication lead to predicted motions of curling rocks that are in disagreement with observed motions of real curling rocks. PACS Nos.: 46.00, 01.80+b Résumé : Nous examinons l’approche utilisée et les résultats obtenus dans une récente publication (Can. J. Phys. 76, 295 (1998)) dans laquelle (i) un référentiel non-inertiel est utilisé pour étudier le mouvement d’une pierre de curling et (ii) la dérive latérale de la pierre est attribuée à une asymétrie gauche-droite dans la force agissant sur la pierre. Nous soulignons les différences importantes dans la description du mouvement dans un référentiel inertiel et dans Received February 4, 1999. Accepted December 1, 1999. M.R.A. Shegelski1 and M. Reid. Department of Physics, University of Northern British Columbia, 3333 University Way, Prince George, BC V2N 4Z9, Canada. 1 Corresponding author: Telephone: (250) 960–6663; FAX: (250) 960–5545; e-mail: [email protected] Can. J. Phys. 77: 903–922 (1999) © 1999 NRC Canada 904 Can. J. Phys. Vol. 77, 1999 un référentiel non-inertiel. Nous montrons qu’une force montrant une asymétrie gauche–droite dans un référentiel inertiel ne peut pas expliquer la dérive latérale de la pierre. Nous examinons aussi, ce qui avait apparamment été fait dans la précédente publication, une force efficace avec une asymétrie gauche-droite dans un référentiel non-inertiel en rotation. Nous montrons qu’une telle force n’a pas d’asymétrie gauche–droite dans un référentiel inertiel et que tout déplacement latéral de la pierre attribué à la force efficace dans le référentiel non-inertiel est en fait dû à une vraie force dans le référentiel inertiel avec une composante non-nulle transverse à la direction de la vitesse du centre de masse. Nous nous interrogeons sur les causes physiques de la composante transverse d’une telle force. Nous examinons également le mouvement d’un cylindre en rotation sur une surface lisse sans fonte superficielle : nous montrons que le mouvement est facilement analysable dans un référentiel inertiel et qu’il n’y a rien à gagner à l’étudier dans un référentiel non-inertiel en rotation. Nous relions l’étude de ce cas simple à l’étude du mouvement d’une pierre de curling : nous trouvons qu’il est préférable d’étudier le mouvement de la pierre dans un référentiel inertiel. Plus important peut-être, nous montrons que l’approche utilisée et les résultats présentés dans la précédente publication mènent à des prédictions en désaccord avec le mouvement observé de la pierre. [Traduit par la rédaction]