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1.1. Mécanique newtonienne et principe de relativité galiléenne
est au cœur des concepts sur l'espace et le temps (encart 1.1). Plus précisément, on
appelle référentiel d'une horloge H permettant de mesurer l'écoulement du temps dans ce repère.
1.1. l Référentiels galiléens
Les réflexions de Galilée, exprimées de manière extrêmement imagée dans l' encart 1.1, montrent que les lois de la dynamique sont les mêmes dans différents référentiels (le bateau à l' arrêt ou en mouvement), pourvu que le mouvement relatif
entre ces référentiels soit uniforme. Lorsque ce n'est pas le cas, il apparaît des forces
nouvelles qui modifient le mouvement des corps. Ainsi, on s'aperçoit que le bateau
est en mouvement si son mouvement n' est plus uniforme, par exemple lorsqu'il y a
une vague importante qui « agite » le bateau.
On est donc conduit à postuler l'existence d'un ensemble de référentiels, appelés
référentiels galiléens, pour lesquels est valable le principe de relativité galiléenne
suivant:
Il existe un ensemble de référentiels, appelés référentiels galiléens, dans lesquels
les lois de la dynamique ont la même forme.
Ces référentiels sont en mouvement uniforme les uns par rapport aux autres.
Cela signifie plus précisément que les lois de la dynamique s'écrivent dans deux référentiels galiléens ces équations en exprimant les positions des points matériels à l'aide de leurs coordonnées dans le référentiel concerné et en utilisant la même variable temps.
1.1.2 Principe fondamental de la dynamique
Nous l'écrivons ici pour un point matériel M de masse m:
m dvM(t) = F
dt
où Fest la somme vectorielle des forces s'appliquant sur ce point.
(1.1)
Dans cette équation v M(t) est la vitesse du point M à l' instant t dans le référentiel
galiléen animé d'une vitesse constante V par rapport à repères associés. On a alors, d'après la relation de Chasles :
~
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O'M = OM-00'
(1.2)
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