M5. Les référentiels non galiléens

 

A- Les référentiels

1. Définitions

 

Le référentiel

 

           Un référentiel est un objet qui nous sert de référence, et par rapport auquel on étudie un système en mouvement. On doit donc y associer un repère d’espace (O,et de temps.

 

Exemple : étude du mouvement d’un passage par rapport à l’avion en vol : le repère est alors l’avion.

 

Le référentiel galiléen

 

 

Rappel : le principe d’inertie, qui fut énoncé par Galilée, indique qu’un système pour lequel les forces extérieures se compensent doit rester en mouvement rectiligne et uniforme (1^ère loi de Newton).

 

En réalité, un référentiel Galiléen absolument parfait n’existe pas. Toutefois, selon les cas étudiés, certains référentiels seront considérés comme galiléens.

 

 

 

2. Quelques exemples

 

Le référentiel héliocentrique (ou de Copernic)

 

Origine : centre d’inertie du Soleil (S)

Axes : 3 axes pointant vers 3 étoiles éloignées considérées comme fixes

 

Ce référentiel peut être considéré comme étant Galiléen (même si le Soleil se trouve sur un bras de notre galaxie en mouvement, la voie lactée).

 

 

Le référentiel géocentrique

 

Origine : centre d’inertie de la terre ( T )

Axes : 3 axes pointant vers 3 étoiles considérées comme fixes

 

Ce référentiel est lié à la rotation de la Terre autour du Soleil (mais pas à sa rotation sur elle-même). Il est donc animé d’un mouvement de translation circulaire par rapport au référentiel héliocentrique.

 

Il peut être considéré galiléen pour des expériences de durée courte par rapport à la période de rotation de la Terre autour du Soleil (365,25 jours).

 

 

Le référentiel terrestre (ou référentiel du laboratoire)

 

Origine : un point proche de la surface de la Terre (O)

Axes : {x,y,z} tournant avec la terre dans son mouvement propre

 

Ce référentiel est animé d’un mouvement de rotation uniforme par rapport au référentiel géocentrique.

Le référentiel terrestre peut être considéré galiléen pour des expériences de durée courte par rapport à la période de rotation de la Terre sur elle-même (23 H 56 mn et 4 s).