2 Repères et référentiels

Remarque

Le Principe Fondamental de la Statique (P.F.S) ne peut s'exprimer que dans certains repères (ou référentiels) : les repères "Galiléens".

Un repère lié au sol sera considéré comme Galiléen pour les applications courantes de mécanique mais ce n'est qu'une (excellente) approximation.

Repère : absolu ou galiléen

  • Un repère fixe serait un repère fixe par rapport à l'ensemble de l'Univers.

  • En mécanique classique (c'est à dire non relativiste) où les vitesses envisagées sont négligeables devant la vitesse de la lumière (≈300 000 km/s) on admet que le repère de Copernic, dont l'origine est le centre d'inertie du système solaire (voisin du centre du Soleil) et dont les axes passent par des étoiles fixent les unes par rapport aux autres, est un repère absolu.

  • Tout référentiel animé par rapport à celui de Copernic d'un mouvement de translation rectiligne uniforme est dit galiléen.

Nous ferons l'approximation qu'un repère lié au centre de la terre est sur une très courte période considéré comme un repère galiléen.

Le PFD ne peut s'exprimer que dans certains repères (référentiels), les repères Galiléens.

Repère de Copernic : Origine au centre d'inertie du système solaire + trois directions stellaires « fixes ». tout repère en translation par rapport au repère de Copernic peut être considéré comme Galiléen.

Repère Galiléen : N'importe quel repère en translation rectiligne uniforme par rapport au repère de Copernic.

Repère lié au centre d'inertie de la terre : Origine au centre de la terre + les directions stellaires précédentes (repère en translation non rectiligne et non uniforme par rapport au précédent

Le repère terrestre : Origine locale du repère de travail. Utilisation : convient en général aux phénomènes mécaniques classiques. Il peut être considéré comme galiléen sur une période d'observation relativement courte.

Remarque

Par conséquent, un repère lié à la Terre n'est pas Galiléen, donc pas absolu, à cause de la rotation de celle-ci. Mais, il faudrait par exemple faire osciller un pendule de plusieurs mètre de haut pendant plusieurs heures pour avoir un effet mécanique mesurable du mouvement de la Terre : c'est la fameuse expérience du Pendule de Foucault.

Temps relatif et temps absolu

Dans l'équation de Newton, le temps est considéré comme une grandeur absolue, et s'écoule inexorablement d'arrière en avant au rythme régulier indiqué par les pendules et les calendriers.

D'après Einstein, le temps n'est pas constant mais relatif et dépend de la vitesse propre de l'observateur et de la position finale de celui-ci.

Cependant, la notion de temps relatif n'est sensible que pour des particules se déplaçant à de très hautes vitesses (proches de la vitesse de la lumière : 300 000 km/s)