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MÉCANIQUE CLASSIQUE
ET CHANGEMENT
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DE REFERENTIEL ,
GALILEEN
Le but de ce chapitre est de rappeler certains points importants de la mécanique classique concernant les changements de référentiels. Cette problématique est en effet au
cœur de la relativité, et l'aspect classique des notions de temps et d'espace est une
bonne introduction pour les chapitres suivants.
La longue élaboration des concepts physiques relatifs au
temps, à l'espace et au mouvement
Dès I' Antiquité, les hommes se sont posés des questions sur le temps, lespace et
le mouvement à partir de leur expérience quotidienne. Ils constatent qu'il y a des
mouvements extrêmement réguliers dans le ciel, et des mouvements complexes
sur la Terre, avec l'omniprésence de la gravité et des frottements . Par exemple,
dans le monde méditerranéen, Aristote, au ive siècle avant J.-C., jette les bases
d'une mécanique qualitative des mouvements terrestres dans un milieu plein et
résistant. Il postule l'existence d'un haut et d'un bas absolu, et le fait que tout
mouvement nécessite un «moteur» : le mouvement s'arrête lorsque son moteur
n'agit plus. Il considère le temps comme donné a priori.
Pour les mouvements célestes, Ptolémée, au ne siècle avant J.-C, postule que la
Terre est immobile, et que les corps célestes tournent autour d'elle. Pour rendre
compte des observations sur le mouvement complexe des planètes, il met au
point le système des épicycles, qui repose sur la composition d'un très grand
nombre de mouvements circulaires emboîtés.
Il faut attendre la Renaissance pour que soit contestée cette vision antique du
monde. Copernic montre en l 543 que la description du mouvement des planètes
est extrêmement simplifiée si on met le Soleil, et non la Terre, au centre de
l'Univers.
Cette hypothèse hardie se heurte non seulement au dogme chrétien mais aussi
à une objection majeure pour les esprits de l'époque : dans le système de Copernic, la Terre n'est plus immobile mais se déplace à grande vitesse. Ce mouvement, nécessairement «violent» pour la mécanique aristotélicienne, devrait
donner naissance à des phénomènes mesurables : par exemple une pierre lancée verticalement devrait partir à grande vitesse dan s la direction opposée au
mouvement de la Terre.
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cœur de la relativité, et l'aspect classique des notions de temps et d'espace est une
bonne introduction pour les chapitres suivants.
La longue élaboration des concepts physiques relatifs au
temps, à l'espace et au mouvement
Dès I' Antiquité, les hommes se sont posés des questions sur le temps, lespace et
le mouvement à partir de leur expérience quotidienne. Ils constatent qu'il y a des
mouvements extrêmement réguliers dans le ciel, et des mouvements complexes
sur la Terre, avec l'omniprésence de la gravité et des frottements . Par exemple,
dans le monde méditerranéen, Aristote, au ive siècle avant J.-C., jette les bases
d'une mécanique qualitative des mouvements terrestres dans un milieu plein et
résistant. Il postule l'existence d'un haut et d'un bas absolu, et le fait que tout
mouvement nécessite un «moteur» : le mouvement s'arrête lorsque son moteur
n'agit plus. Il considère le temps comme donné a priori.
Pour les mouvements célestes, Ptolémée, au ne siècle avant J.-C, postule que la
Terre est immobile, et que les corps célestes tournent autour d'elle. Pour rendre
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Il faut attendre la Renaissance pour que soit contestée cette vision antique du
monde. Copernic montre en l 543 que la description du mouvement des planètes
est extrêmement simplifiée si on met le Soleil, et non la Terre, au centre de
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Cette hypothèse hardie se heurte non seulement au dogme chrétien mais aussi
à une objection majeure pour les esprits de l'époque : dans le système de Copernic, la Terre n'est plus immobile mais se déplace à grande vitesse. Ce mouvement, nécessairement «violent» pour la mécanique aristotélicienne, devrait
donner naissance à des phénomènes mesurables : par exemple une pierre lancée verticalement devrait partir à grande vitesse dan s la direction opposée au
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