Définition:
Un cadre de référence inertiel est un cadre où un objet au repos reste au repos, et un objet en mouvement continue de se déplacer à une vitesse constante en ligne droite à moins d'être mise sur une force nette. En termes plus simples, c'est un cadre où la première loi du mouvement de Newton (la loi de l'inertie) est vraie.
Caractéristiques clés:
* pas d'accélération: Un cadre inertiel lui-même ne s'accélère pas. Cela signifie qu'il ne se déplace pas dans un chemin incurvé ou ne change pas sa vitesse.
* Lois cohérentes de la physique: Toutes les lois physiques, y compris les lois du mouvement de Newton, prennent leurs formes les plus simples dans les cadres inertiels.
* Mouvement relatif: Les cadres inertiels sont relatifs les uns aux autres. Si une trame est inertielle, un autre cadre se déplaçant à une vitesse constante par rapport au premier est également l'inertie.
Exemples:
* un vaisseau spatial dans l'espace profond, loin de toute influence gravitationnelle: Il s'agit d'une bonne approximation d'un cadre inertiel car il ne s'accélère pas.
* Une voiture voyageant à une vitesse constante sur une autoroute droite: Il s'agit également d'un cadre inertielle, en supposant aucune bosses ou virages qui provoqueraient une accélération.
* un laboratoire sur terre: Alors que la Terre tourne et orbite le soleil, ces mouvements sont relativement lents et lisses, donc un laboratoire sur Terre peut souvent être traité comme approximativement inertiel pour de nombreuses expériences.
Non-exemples:
* Une voiture accélérant à partir d'un arrêt: Ce n'est pas inertiel car il change la vitesse.
* une personne sur un carrousel en rotation: Ce n'est pas inertielle car la personne subit un mouvement circulaire, qui implique l'accélération.
Importance en physique:
* Simplifier les calculs: Les cadres inertiels facilitent la décrire et l'analyse du mouvement en utilisant les lois de Newton.
* Comprendre la relativité: Le concept de trames inertiels est crucial dans la théorie de la relativité spéciale d'Einstein, où la vitesse de la lumière est constante dans tous les cadres inertiels.
Remarque: Il est important de se rappeler que les cadres parfaitement inertiels n'existent pas vraiment dans le monde réel. Toutes les cadres sont soumis à un certain degré d'accélération due à la gravité ou à d'autres forces. Cependant, le concept d'un cadre inertiel est une idéalisation précieuse qui nous permet de faire des prédictions précises sur le déplacement des objets.
