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Exemple
du train
à l'Équateur
filant à 100 km/h vers l'est.
Une personne qui marche à 5 km/h est vue par les autres passagers comme
marchant à 5 km/h; en revanche, pour la vache ruminant dans le pré, il va à
105 km/h.
Pour un alien dans son vaisseau maintenu en position fixe par rapport au Soleil, sa vitesse est bien 105 km/
h à laquelle il faut ajouter la vitesse de rotation de la Terre à l Équateur, de l'ordre de
1700 km/h)
Toute
étude de mouvement commence donc par le choix du référentiel. Un référentiel est un repère défini par:
 un point
origine, et
3 axes
permettant de repérer tout point de l'espace.
Pour
le train, on peut choisir l'origine sur le nez de la locomotive et comme
axes, l'axe du train, sa perpendiculaire horizontale et sa perpendiculaire
verticale. C'est un choix. Tout autre choix ne changera en rien les
conclusions. Un choix judicieux peut parfois simplifier grandement la
nature des calculs.
Un
référentiel est galiléen si le principe
y est vérifié: si aucune force ne s'applique sur un mobile, il garde un
mouvement rectiligne uniforme (ou reste immobile, cas particulier). Loi de
Newton.
Il
n'est pas galiléen lorsque, par exemple,
une voiture freine: les passagers sont projetés vers l'avant et pourtant
aucune force n'est exercée sur vous.
Pour néanmoins travailler avec la loi de Newton, aux forces
classiques physiques, on ajoute des forces fictives: forces d'inertie. Dans la voiture, cette
pseudo-force est proportionnelle à la masse du passager et à l'accélération
(en sens opposé).
Loi de newton
classique: F = m.a
Loi de Newton
"voiture": FPhysique + Finertie
= m.a
Dans
un virage, la force centrifuge pousse
les passagers vers l'extérieur. Ce n'est pas une force physique, c'est
aussi une force d'inertie. La force de Coriolis fait aussi partie de la
famille de ces forces fictives (ou pseudo-forces).
Cas
typique de référentiel non-galiléen: le référentiel
terrestre lié à un observateur: point origine son œil; axes: nord,
est, verticale. Il est en rotation par rapport au centre de la Terre.
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