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le referentiel galelien

Posté par
Marie99999
31-03-17 à 11:23

bonjour .. je nàrrive pas un bien saisir la notion du referentiel galilen  bah c un referentiel dans le quel le principe dìnertie est valable ,, ms jy comprends rien

Posté par
vanoise
re : le referentiel galelien 31-03-17 à 12:40

Bonjour
Effectivement, un référentiel galiléen est un référentiel dans lequel le principe d'inertie et plus généralement les lois de Newton concernant la mécanique classique sont valides. Il est aussi facile de démontrer que, si un référentiel est galiléen, tout autre référentiel en translation rectiligne uniforme par rapport à lui est aussi galiléen.
Le référentiel dans lequel les lois de Newton sont vérifiées avec une excellente précision est le référentiel héliocentrique : la preuve : les mouvements des planètes du système solaire étudiés dans ce repère vérifient les lois de Newton avec une excellente précision.
Un autre repère souvent utilisé est le repère géocentrique : il est bien en translation par rapport au repère héliocentrique mais le centre de la terre n'est pas animé  par rapport à lui d'un mouvement de translation rectiligne uniforme bien sûr ! Pour y appliquer les lois de Newton, il faut ajouter aux forces appliquées des termes correctifs appelées "forces d'inertie" mais ces termes sont dans presque tous les cas négligeables car ce repère  tourne autour du soleil à raison d'un tour par année sidérale. Un autre repère très souvent utilisé est le référentiel terrestre. L'écart de comportement par rapport à un référentiel galiléen est plus important car il tourne à raison d'un tour par jour stellaire par rapport au repère géocentrique. Il constitue une approximation acceptable pour les mouvements de courte durée...
Evidemment : je suis loin en quelques lignes d'avoir épuisé un sujet aussi vaste. Pose d'autres questions si tu le juges utile...

Posté par
J-P
re : le referentiel galelien 31-03-17 à 13:31

Le problème majeur qui en trouble beaucoup est la "légèreté" des définitions.

Le libellé du principe d'inertie commence ainsi ; Dans des référentiels galiléens, tout corps ...

Et la définition d'un référentiel galiléen est : c'est un référentiel dans lequel le principe d'inertie est vérifié.

Bref ce n'est pas des plus satisfaisant puisque les définitions des 2 notions (référentiel galiléen et principe d'inertie) se définissent en boucle (comme un serpent qui se mord la queue).

Si on ajoute à cela qu'il n'existe aucun référentiel galiléen concret, cela perturbe encore plus.

En pratique, même si aucun référentiel galiléen concret n'existe, on pourra quand même appliquer le principe d'inertie ... mais en sachant que cela entrâine forcément des erreurs.

Il y a alors 2 réactions possibles :

Soit on peut montrer que les erreurs faites en considérant comme galiléen un référentiel qui ne l'est pas parfaitement sont admissibles dans le problèmes posé ... et en reste là.

Soit on estime que les erreurs faites en considérant comme galiléen un référentiel qui ne l'est pas parfaitement ne sont pas admissibles dans le problèmes posé et on a alors le chois e;tre :

a) changer de référentiel en en choisissant un qui est plus proche d'un référentiel galiléen et on recommence l'étude avec ce référentiel

b) On conserve le référentiel initial mais on introduit dans l'étude des forces dites "fictives" ou mieux "inertielles" pour minimiser les erreurs sur les résultats.

Décider si on peut ou non négliger les erreurs faites en faisant une étude avec un référentiel donné est moins simple qu'il n'y parait et dépend très fortement de la précision attendue sur les résultats.

Exemple simpliste :

On veut déterminer la position du point d'impact au sol d'un caillou lâché du haut de la Tour Eifel (sans vent).

Si on choisit un référentiel terrestre, l'étude est immédiate (point d'impact à la verticale du point de lâché).

MAIS, on faisant cela, on néglige l'effet de la rotation de la Terre (qui calculs faits amène une erreur sur la position du point d'impact de l'ordre de 8 cm)
Si on veut une précision de l'ordre de 1 m sur la position du point d'impact ... un référentiel terrestre est OK pour faite l'étude.

Mais si on a besoin d'une précision de l'ordre de 1 cm (par exemple), on ne peut plus "oublier" la rotation de la Terre, il faut donc :
- Soit conserver un référentiel terrestre mais introduire des forces fictives (Coriolis) pour "gommer les erreurs due à la rotation de la Terre.
- Soit utiliser un référentiel géocentrique ... mais l'étude de la chute du caillou est plus complexe.

OK, on a tenu compte de la rotation de la Terre, néanmoins ce n'est pas la seule "chose" qui fait qu'un référentiel terrestre n'est pas galiléen.

Mais si on a besoin d'une précision encore plus grande (1 mm par exemple), puis-je ou non négliger le fait que la Terre tourne autour du Soleil et que donc même un référentiel géocentrique n'est pas galiléen ?
Et quid de l'influence de la position de la lune ou de Mars ou de ... sur la chute de mon caillou.
Ces actions apportent-elles ou non des erreurs acceptables (donc < < 1 mm) ?

On est donc censé savoir évaluer les ordres de grandeurs des erreurs faites en négligeant telle ou telle chose et voir si on peut ou non négliger de les prendre en compte dans les calculs.

Evidemment, ici, mon exemple simpliste peut prêter à sourire, il est là uniquement pour faire comprendre que les grosses recettes souvent données pour pouvoir ou non négliger certains effets sont loin d'être aussi évidentes qu'on l'imagine.








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