Un référentiel est un solide, comme la terre ou un véhicule, dans lequel trois axes permettent de repérer un point.
Avant d'étudier un mouvement il importe de choisir le bon référentiel.
Les tracteurs sont étudiés par
rapport au référentiel terre considéré comme galiléen.
Une masse située dans le référentiel voiture semble poussée vers l'avant par une force lorsque l'on freine.
Par rapport au référentiel terre cette
force n'existe pas.
Pour qu'il n'y ait pas de confusion entre des phénomènes qui se situent dans des référentiels différents et pour pouvoir en décrire les effets par rapport aux lois de Newton, les mécaniciens utilisent un subterfuge qui consiste à utiliser le concept des forces imaginaires (pseudo forces ou forces fictives).
Les forces fictives permettent de définir les notions d'effet centrifuge, d'effet d'inertie et d'effet Coriolis.
La terre est un référentiel particulier supposé galiléen car il est tournant (responsable de l'effet Coriolis).
Ce sont les trois principales lois de newton qui permettent de distinguer les forces réelles des forces fictives.
Les trois lois de newton ne s'appliquent
pas dans un référentiel non galiléen. Cependant on montre, par exemple, que
l'effet d'inertie lorsqu'on freine est proportionnel à la masse et à
l'accélération, mais de sens contraire.
Le référentiel terrestre est le plus utilisé car un observateur, puisqu'il tourne avec la terre qui le supporte, peut être estimé immobile par rapport au phénomène observé.
Le référentiel terrestre peut être
considéré comme galiléen pour toutes les expériences dont peuvent faire l'objet
les engins de transport, de traction, ou de récolte qui nous concernent.
Dans un référentiel galiléen ou inertiel
s'applique le principe d'inertie énoncé dans la première loi de Newton.
Si l'on se trouve dans un autobus qui se déplace à une vitesse de 100 km.h-1 sur une autoroute, lorsque l'on marche de l'arrière vers l'avant à une vitesse de 5 km.h-1 . On se déplace à 105 km.h-1 par rapport au référentiel terre et à 5 km.h-1 par rapport au référentiel autobus. Le mouvement de la personne qui se déplace peut-être étudié en fonction de trois axes, définis : par rapport à l'autobus qui n’est pas un référentiel galiléen, ou bien par rapport à la terre considérée comme un référentiel galiléen.
1ère loi de Newton : "Dans un référentiel galiléen, un corps en mouvement rectiligne uniforme, sur lequel ne s'exerce aucune force extérieure, conserve son mouvement rectiligne uniforme."
