Hola, Nataly. Hay que revisar el planteo. La posición relativa de la partícula en tu sistema no está bien planteada. Eso hace que la velocidad relativa que obtienes no sea correcta.
Fijate en el siguiente esquema (le llamo R al radio para evitar confusiones con la posición). La longitud de la parte del hilo que está separado del cilindro es .
Tomando eso en cuenta, el vector que va desde el centro del cilindro hasta la partícula es
.
Como elegiste un sistema móvil con ese origen, tu posición relativa es precisamente ese vector:
La particularidad es que, vistos desde tu sistema móvil, los vectores y son constantes. Entonces, la velocidad relativa (calculada en ese sistema) queda
Revisa por favor estas cuentas, a ver si estás de acuerdo, y vuelve a calcular los términos del teorema de Roberval, a ver qué te dan ahora. Contanos qué tal te va.
Saludos,
NC