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Changement de
référentiel : aspects
dynamiques
Ce chapitre s’intéresse aux conséquences dynamiques du problème des changements
de référentiel. En première période, on a vu que la première loi de Newton ou principe d’inertie entraîne que tous les référentiels ne sont pas équivalents et qu’il existe
des référentiels privilégiés : les référentiels galiléens. Ces référentiels seront donc les
référentiels absolus et les référentiels non galiléens les référentiels relatifs. On va donc
commencer par préciser la notion de relativité galiléenne. On pourra alors expliciter l’écriture du principe fondamental de la dynamique, du théorème du moment
cinétique et de l’énergie cinétique en référentiel non galiléen.
1. Relativité galiléenne
1.1 Infinité de référentiels galiléens
La première loi de Newton ou principe d’inertie postule l’existence d’un référentiel
galiléen. Il est donc naturel de chercher à prouver expérimentalement ce principe en
exhibant un référentiel galiléen. Pour cela, on va tester le caractère galiléen des référentiels. On cherche à vérifier que l’application des lois de Newton dans le référentiel
considéré fournit une bonne interprétation des résultats observés.
Comme on le verra au paragraphe suivant, la recherche d’un référentiel galiléen est
loin d’être évidente. En revanche, on peut obtenir aisément une infinité de tels référentiels à partir du moment où on en connaît un. On va pour cela établir qu’un
référentiel en translation uniforme par rapport à un référentiel galiléen est également
galiléen.
Soient R un référentiel galiléen et R un référentiel en translation uniforme à la vitesse
constante
− →
V par rapport à R.
Un point matériel isolé est animé, du fait du principe d’inertie, d’un mouvement
rectiligne uniforme avec une vitesse constante notée − → v par rapport au référentiel
Changement de
référentiel : aspects
dynamiques
Ce chapitre s’intéresse aux conséquences dynamiques du problème des changements
de référentiel. En première période, on a vu que la première loi de Newton ou principe d’inertie entraîne que tous les référentiels ne sont pas équivalents et qu’il existe
des référentiels privilégiés : les référentiels galiléens. Ces référentiels seront donc les
référentiels absolus et les référentiels non galiléens les référentiels relatifs. On va donc
commencer par préciser la notion de relativité galiléenne. On pourra alors expliciter l’écriture du principe fondamental de la dynamique, du théorème du moment
cinétique et de l’énergie cinétique en référentiel non galiléen.
1. Relativité galiléenne
1.1 Infinité de référentiels galiléens
La première loi de Newton ou principe d’inertie postule l’existence d’un référentiel
galiléen. Il est donc naturel de chercher à prouver expérimentalement ce principe en
exhibant un référentiel galiléen. Pour cela, on va tester le caractère galiléen des référentiels. On cherche à vérifier que l’application des lois de Newton dans le référentiel
considéré fournit une bonne interprétation des résultats observés.
Comme on le verra au paragraphe suivant, la recherche d’un référentiel galiléen est
loin d’être évidente. En revanche, on peut obtenir aisément une infinité de tels référentiels à partir du moment où on en connaît un. On va pour cela établir qu’un
référentiel en translation uniforme par rapport à un référentiel galiléen est également
galiléen.
Soient R un référentiel galiléen et R un référentiel en translation uniforme à la vitesse
constante
− →
V par rapport à R.
Un point matériel isolé est animé, du fait du principe d’inertie, d’un mouvement
rectiligne uniforme avec une vitesse constante notée − → v par rapport au référentiel