Le principe de relativité

Nous proposons ici d’aborder le principe de relativité de Galilée sous l’angle du lien existant entre force et mouvement. Nous partons pour cela de la vision historique aristotélicienne de ce lien selon laquelle le mouvement ne peut être maintenu qu’en présence de forces. Nous commençons par montrer le caractère intuitif et apparemment correct de cette vision au travers d’expériences de la vie de tous les jours (déplacer un objet, se déplacer soi-même à pied ou en véhicule). Nous passons ensuite à la description simplifiée de l’approche expérimentale proposée par Galilée pour clarifier le lien entre mouvement et force. Il s’agit de l’expérience du plan incliné qui permet de démontrer le rôle fondamental joué par les forces de frottement dans le comportement des objets soumis à des forces. A l’aide d’expériences de la pensée illustrées par des animations, nous sommes amenés à conclure qu’en l’absence de forces de frottement, le mouvement ne nécessite aucune force pour autant qu’il ait lieu en ligne droite et à vitesse constante. Ce constat nous permet dans un deuxième temps de conclure à l’équivalence entre le repos et le mouvement rectiligne uniforme (équivalence des référentiels inertiels). Cette conclusion est illustrée à l’aide d’exemples de la vie quotidienne (déplacements en véhicule).