Les référentiels.

1)-  Le référentiel Galiléen.

a)- Définition.

b)- Un référentiel Terrestre est-il galiléen ?

-  La Terre tourne sur elle-même et autour du Soleil.

-  La Terre n’est pas un référentiel Galiléen.

-  Pourtant on peut vérifier le principe de l’inertie sur Terre.

-  Un référentiel terrestre est considéré comme galiléen avec une bonne approximation pour des expériences de courte durée.

-  Pendant une durée très courte devant 24 h, on peut considérer qu’un point de la surface de la Terre est animé d’un mouvement rectiligne uniforme.

-  Tout référentiel, animé d’un mouvement rectiligne uniforme par rapport à un référentiel galiléen, est galiléen.

-  Un train animé d’un mouvement rectiligne uniforme constitue un référentiel galiléen.

-  Un objet animé d’un mouvement quelconque de constitue pas un référentiel galiléen.

2)-  Le référentiel terrestre :

-  Le référentiel terrestre ou référentiel du laboratoire.

-  On utilise, le plus souvent, comme repère lié au référentiel terrestre, deux axes horizontaux et un axe vertical.

-  Ce référentiel est bien commode pour l’étude du mouvement des objets dans une salle de classe, pour tous les mouvements qui s’effectuent au voisinage de la terre.

-  Si l’expérience est suffisamment courte, on peut considérer que ce référentiel est Galiléen avec une bonne approximation (précision de l’ordre de 10^–2 à 10^–3).

3)-  Le référentiel géocentrique :

-  C’est un solide imaginaire constitué par le centre T de la Terre et de 3 axes d’origine T parallèles aux directions de trois étoiles lointaines fixes.

-  Le référentiel géocentrique est galiléen pour des durées d’étude inférieures à 365 j.

-  Il n’est pas entraîné dans le mouvement de rotation de la Terre.

- Dans ce référentiel, la Terre est animée d’un mouvement de rotation de période T = 24 h.

-  On peut considérer que les satellites de la Terre ont un mouvement quasi circulaire uniforme dans le référentiel géocentrique.

-  Ce référentiel est commode pour l’étude des satellites de la Terre.

- Ce référentiel n’est pas entraîné dans le mouvement de rotation de la Terre.

- Dans ce référentiel, la Terre est animée d’un mouvement de rotation uniforme de l’ouest vers l’est, autour de l’axe des pôles.

- on peut considérer que ce référentiel est Galiléen avec une bonne approximation ( précision de l’ordre de 10^–3 à 10^–4).

- L’origine du repère lié au référentiel Géocentrique est située au centre de la Terre.

- L’axe z’Oz  est orienté vers une étoile lointaine : on peut choisir l’étoile polaire.

-  Les axes x’Ox et y’Oy sont situés dans le plan équatorial et ils sont orientés vers des étoiles lointaines supposées fixes.

-  Schéma :

4)-  Le référentiel Héliocentrique ou de Copernic.

-  C’est un solide imaginaire constitué par le centre S du Soleil et de 3 axes d’origine S parallèles aux directions de trois étoiles lointaines fixes.

-  Le référentiel héliocentrique est galiléen.

-  On peut considérer que les planètes du système solaire ont un mouvement quasi circulaire uniforme dans le référentiel héliocentrique.

-  L’origine du repère lié au référentiel Héliocentrique est située au centre du Soleil.

-  Les axes z’Oz, x’Ox et y’Oy sont orthogonaux et ils sont orientés vers des étoiles lointaines supposées fixes.

-  Ce référentiel est commode pour l’étude des satellites du Soleil.

-  Dans ce référentiel, la Terre décrit une orbite elliptique autour du Soleil en une année.

-  on peut considérer que ce référentiel est Galiléen avec une très bonne approximation (précision de l’ordre de 10^–10).

-  Schéma :