¿Por qué el origen del sistema del eje de la Tierra se encuentra en el centro de masa de un avión cuando se modela un avión, considerando el hecho de que el sistema del eje de la Tierra debe estar inmóvil e inmóvil?

No estoy seguro de por qué piensas que el “eje de la Tierra” entra en la pregunta, ni por qué piensas que ese origen se encuentra en el CoM del avión [1].
Como dijo Chen Gong, estás modelando el avión, por lo tanto, eso es lo que consideras.
Además de eso, para propósitos de modelado es irrelevante si considera que la Tierra es estacionaria o la aeronave; después de todo, los modelos de vuelo observan cómo se comporta la aeronave considerando el flujo de aire / alrededor de ella. El lugar donde se encuentra la Tierra (o incluso si existe) no entra en él (excepto por cosas “triviales” como la altitud (densidad del aire) y si el avión está invertido o no (dirección de la gravedad).

1 Es decir, el “eje” de la aeronave está ubicado en el CoM, no el de la Tierra.

Creo que hay un malentendido aquí, de hecho creo que hay más de uno.

En el tratamiento de problemas de movimiento de aeronaves, existen tres sistemas de coordenadas de uso común.

Estoy parafraseando la siguiente referencia. Puede que no sea completamente exacto aquí, y todos los errores son míos.

Introducción a la mecánica de vuelo de aeronaves

El primer marco de referencia se llama Body Axis System ; es un marco que se fija con respecto al cuerpo de la aeronave. Aquí hay una definición aproximada:

“El sistema del eje del cuerpo está fijado a la aeronave con el origen en el centro de masa de la aeronave. El eje x señala a través de la nariz de la aeronave a lo largo de alguna dirección de referencia, que puede ser un acorde o puede estar a lo largo del piso de la aeronave. El eje y apunta perpendicularmente a lo largo del ala derecha. El eje z apunta directamente hacia abajo, hacia la parte inferior de la aeronave, de acuerdo con la regla de la mano derecha. El piloto está sentado en el sistema Body Axis, lo que hace que esto sea útil marco de referencia.”

Su pregunta parece confundir este marco con el Sistema del Eje de la Tierra.

Este marco no es un marco inercial.

El segundo marco se llama el Sistema del Eje de la Tierra. Aquí hay una definición:

“El sistema del eje terrestre está fijado a la tierra, con su eje z apuntando hacia el centro de la tierra. El origen está en el centro de masa de la aeronave. Los ejes xy y se encuentran en el plano horizontal local con el origen en el centro de masa de la aeronave. A menudo, el eje x denota Norte y el eje y denota Este “.

Este sistema tampoco es exactamente un marco inercial.

Sin embargo, en el tratamiento de los problemas del movimiento de la aeronave, las desviaciones de la inercia de este marco a menudo se ignoran.

El tercer marco se llama Sistema de eje de estabilidad. Aquí hay una definición:

“El sistema del eje de estabilidad gira alrededor del eje y, en relación con el sistema del eje del cuerpo, en una cantidad igual al ángulo de ataque, de modo que el sistema del eje de estabilidad x eje apunta en la dirección de la proyección del viento relativo sobre el plano xz del avión. El eje y coincide con el eje y del sistema del eje del cuerpo. El eje z es ortogonal al eje x e y y apunta hacia abajo desde la parte inferior del avión. El origen está en el centro de masa de el avión “.

Ninguno de estos marcos de referencia es un marco de referencia inercial.

Sin embargo, en muchas condiciones, puede ser lo suficientemente bueno para calcular como si fueran marcos de referencia inerciales.

Que el sistema debe estar inmóvil e inercial todavía no tiene en cuenta el área que ocupa una masa determinada. Ubicar el origen en el centro de masa le da a la masa total un lugar desde el cual hacer cálculos y para explicar la extensión de su fuselaje y sus alas. De manera similar a cómo una estrella súper gigante, mientras se está formando un agujero negro, se extiende una distancia considerable desde su centro de masa, aún podemos calcular dónde se formará el agujero negro, cuando ocurre el colapso, porque sabemos que es el centro de gravedad.

Creo que se está refiriendo al “centroide” o al “centro de masa” del objeto mismo (el avión, en este caso). Ese no es el centro de masa de la tierra que permanece en el centro de la tierra.

Nada es “inmóvil”. La tierra se mueve, el sistema solar se mueve, la galaxia se mueve. La selección de un sistema de ejes es arbitraria. Usted elige uno por conveniencia.

Puede que sea un poco lento, pero realmente no entiendo la pregunta.

El centro de masa de un avión está en línea con el centro de elevación de las alas. En términos generales, todas las demás consideraciones son secundarias.

¿Porque estás modelando el avión?