Mécanique: sytème de référence absolu?

[invited17825bc]

Bonjour,

Je suis étudiant en 2eme BAC physique. Dans le cours de mécanique, nous avons étudié que les lois de Newton étaient valables dans le système de Copernic (le soleil...), ainsi que pour tous les sytèmes de références ayant une vitesse constante par rapport à ce référentiel. Si on se place dans un autre référentiel (en accélération par rapport au système de copernic), on voit apparaitre des forces fictives, et les lois de Newton ne sont plus valables sans ajustement.

Question 1:

Pourquoi les lois de Newton sont-elles valables dans le système de Copernic, alors qu'aux dernières nouvelles, notre soleil n'occupe pas de posistion privilégiée dans l'univers? Pourquoi est-ce qu'une voiture en accélération, ou bien le centre de notre galaxie (en "accélération par rapport au système de copernic) ne sont-ils pas de bon référentiels ou marchent les lois de Newton?

Question 2:

Existe-t-il alors un espace absolu dans lequel les lois de Newton seraient valides, contrairement à tout référentiel en accélération par rapport à lui?
Ou bien, si nous vivions dans un autre système stellaire, aurions-nous pu prendre notre nouvelle étoile comme système de référence, bien qu'elle soit en accélération par rapport au soleil (et donc par rapport au système de Copernic)?


Soyez indulgents, je n'ai pas encore eu de cours de relativité
Merci d'avance pour votre réponse
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[Deedee81]

Salut,

Désolé pour la relativité mais il faut forcément passer par là pour expliquer certaines choses.

Réponse 1 :

Les lois de Newton sont une approximation de la relativité générale. Elles sont variables approximativement dans tout voisinage d'un point suivant une trajectoire en chute libre (c'est-à-dire la trajectoire d'un corps test ne subissant que l'effet de la gravité) et tout repère en translation uniforme par rapport à celui-là.

C'est le cas du repère de Copernic. En première approximation du moins (le Soleil est en "chute libre" dans la galaxie, plus exactement en orbite).

On aurait très bien pu prendre un autre référentiel. Par exemple un référentiel lié à une comète. Mais il faut bien avouer que cela n'est guère pratique. La repère géocentrique marche aussi, après tout, tout est relatif n'est-ce pas. Tout dépend de ce qu'on décrit (il est plus facile de décrire la trajectoire d'une sonde avec Copernic, la trajectoire d'un missile avec le géocentrique et la trajectoire d'un javelot avec le repère du laboratoire = lié au sol). Imagine-toi en train de calculer la trajectoire d'une balle de fusil dans le repère lié au centre galactique.... faut pas être maso quand même.

Réponse 2.

Les lois de Newton postulent l'existence d'une classe de repères privilégiés (la relativité restreinte aussi) mais est incapable de dire pourquoi c'est "cette" classe de repère qui est inertiel et pas une autre. Pourquoi est-ce que c'est dans cette classe là qu'on ne ressent pas les forces fictives ?

Pour le comprendre il faut la relativité générale où la structure de l'espace-temps est liée dynamiquement à la matière. Et la classe des repères inertiels s'en déduit sans problème.

[Amanuensis]

Je suis étudiant en 2eme BAC physique. Dans le cours de mécanique, nous avons étudié que les lois de Newton étaient valables dans le système de Copernic (le soleil...)

On ne devrait pas vous apprendre ça ! Le référentiel héliocentrique (référencé sur le Soleil et les astres les plus lointains) n'est qu'approximativement un référentiel où les lois de Newton sont valables. Mais l'erreur commise est tellement faible qu'en pratique on fait comme si, sans risque.

Existe-t-il alors un espace absolu dans lequel les lois de Newton seraient valides, contrairement à tout référentiel en accélération par rapport à lui?

Non (et un tout petit peu oui). L'expression 'espace absolu' peut prendre différents sens. Faut distinguer vitesse et accélération. Même en mécanique classique, on ne postule pas un espace absolu au sens où les positions et les vitesses seraient uniquement définies. Mais les accélérations sont elles uniquement définies par rapport aux référentiels inertiels.

Ou bien, si nous vivions dans un autre système stellaire, aurions-nous pu prendre notre nouvelle étoile comme système de référence, bien qu'elle soit en accélération par rapport au soleil (et donc par rapport au système de Copernic)?

Oui, ce serait toujours une approximation, mais une approximation différente. L'accélération des étoiles les unes par rapport aux autres sont très faibles.

Soyez indulgents, je n'ai pas encore eu de cours de relativité
Merci d'avance pour votre réponse [/QUOTE]