Référentiels et mouvement

Pourquoi le référentiel compte

Le principe d'inertie n'est vrai que dans certains référentiels, appelés référentiels galiléens (ou référentiels d'inertie). Dans un tel référentiel, un objet isolé ou pseudo-isolé va bien en ligne droite à vitesse constante.

Qu'est-ce qu'un référentiel galiléen ?

Un référentiel galiléen est un référentiel dans lequel le principe d'inertie est vérifié. Exemples courants au lycée :

• Le référentiel terrestre (lié au sol), considéré galiléen pour des mouvements de courte durée et à l'échelle humaine.
• Le référentiel du laboratoire.
• Le référentiel géocentrique, utilisé pour l'étude des satellites.

Un référentiel non galiléen : attention

Dans un train qui freine brutalement, une valise posée sur la banquette semble partir vers l'avant sans qu'aucune force horizontale ne la pousse. Ce n'est pas une violation du principe d'inertie : c'est que le référentiel du train, qui accélère (ou décélère), n'est pas galiléen. Vu depuis le quai (référentiel terrestre, galiléen), la valise continue simplement tout droit pendant que le train ralentit sous elle.

Piège classique

Beaucoup d'élèves pensent que le principe d'inertie s'applique partout et toujours de la même façon. En réalité, il faut toujours préciser le référentiel d'étude. Un mouvement peut paraître non rectiligne ou non uniforme dans un référentiel accéléré, alors qu'il est parfaitement rectiligne uniforme dans un référentiel galiléen.

Référentiel	Galiléen ?
Terrestre (usage courant)	Oui (en approximation)
Train qui freine ou accélère	Non
Géocentrique	Oui

En résumé : toujours préciser "dans le référentiel..." avant d'appliquer le principe d'inertie.