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Le changement de référentiel
Des référentiels peuvent être en mouvement les uns par rapport aux autres et il est important de pouvoir définir et représenter des grandeurs cinématiques (telles que vecteurs
position, vitesse et accélération) dans les différents référentiels considérés. Il faut avoir
à l'esprit qu'un vecteur est défini par sa direction, son sens et sa norme, et qu 'il peut être
représenté dans n'importe quel référentiel.
1. Un passager à bord d'un train en mouvement
• Le référentiel absolu et le référentiel relatif
Le passager est immobile dans le train : sa vitesse par rapport au train est nulle mais sa
vitesse par rapport à la Terre ne l'est pas.
On voit que selon le référentiel d'étude (mobile dans le train, fixe sur Terre) la vitesse
ne s'exprime pas de la même manière. Il convient donc de bien préciser par rapport à
quel référentiel on exprime les vecteurs de base de la cinématique.
Le référentiel considéré comme fixe (ici celui lié à la Terre) est appelé référentiel
absolu (noté (Ra)) tandis que le référentiel en mouvement par rapport au référentiel fixe
(ici le référentiel lié au train) est appelé référentiel relatif (noté (Rr)).
• La composition des mouvements
Le passager se déplace vers le wagon-restaurant du train : il est alors en mouvement par
rapport au train qui lui-même est en mouvement par rapport à la Terre.
Pour trouver les caractéristiques du mouvement du passager par rapport à la Terre, on
voit qu'il faut combiner les caractéristiques du mouvement du passager dans le repère
mobile lié au train avec celles du mouvement du train dans le repère fixe lié à la Terre.
Le mouvement du passager est donc un mouvement composé, qui résulte de la composition de son mouvement dans le train et du mouvement du train par rapport à la Terre.
On parle alors de composition des mouvements.
Remarque
Le mouvement du passager dans le référentiel absolu s'appelle le mouvement absolu,
celui du passager dans le référentiel relatif est appelé mouvement relatif. Le mouvement
du référentiel mobile par rapport au référentiel fixe est appelé mouvement d'entraînement.
2. Un point sur une roue de bicyclette
Une bicyclette se déplace sur une route rectiligne OX (figure 27.1). Elle roule à vitesse
constante ü parallèle à un axe OX. On considère un point M sur la roue de centre O'.
On peut suivre le mouvement du point M dans deux référentiels distincts :
• celui lié à la route avec un système d'axes (OX, OY) lié au point O (référentiel (R)
absolu);
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position, vitesse et accélération) dans les différents référentiels considérés. Il faut avoir
à l'esprit qu'un vecteur est défini par sa direction, son sens et sa norme, et qu 'il peut être
représenté dans n'importe quel référentiel.
1. Un passager à bord d'un train en mouvement
• Le référentiel absolu et le référentiel relatif
Le passager est immobile dans le train : sa vitesse par rapport au train est nulle mais sa
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On voit que selon le référentiel d'étude (mobile dans le train, fixe sur Terre) la vitesse
ne s'exprime pas de la même manière. Il convient donc de bien préciser par rapport à
quel référentiel on exprime les vecteurs de base de la cinématique.
Le référentiel considéré comme fixe (ici celui lié à la Terre) est appelé référentiel
absolu (noté (Ra)) tandis que le référentiel en mouvement par rapport au référentiel fixe
(ici le référentiel lié au train) est appelé référentiel relatif (noté (Rr)).
• La composition des mouvements
Le passager se déplace vers le wagon-restaurant du train : il est alors en mouvement par
rapport au train qui lui-même est en mouvement par rapport à la Terre.
Pour trouver les caractéristiques du mouvement du passager par rapport à la Terre, on
voit qu'il faut combiner les caractéristiques du mouvement du passager dans le repère
mobile lié au train avec celles du mouvement du train dans le repère fixe lié à la Terre.
Le mouvement du passager est donc un mouvement composé, qui résulte de la composition de son mouvement dans le train et du mouvement du train par rapport à la Terre.
On parle alors de composition des mouvements.
Remarque
Le mouvement du passager dans le référentiel absolu s'appelle le mouvement absolu,
celui du passager dans le référentiel relatif est appelé mouvement relatif. Le mouvement
du référentiel mobile par rapport au référentiel fixe est appelé mouvement d'entraînement.
2. Un point sur une roue de bicyclette
Une bicyclette se déplace sur une route rectiligne OX (figure 27.1). Elle roule à vitesse
constante ü parallèle à un axe OX. On considère un point M sur la roue de centre O'.
On peut suivre le mouvement du point M dans deux référentiels distincts :
• celui lié à la route avec un système d'axes (OX, OY) lié au point O (référentiel (R)
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