Référentiel : l'espace et le temps
La problématique initiale lors de l'étude des performances cinématiques d'un système est de fournir les informations nécessaires et suffisantes pour repérer, à chaque instant, un point dans l'espace.
Repère d'observation
Il s'agit pour commencer de définir quel est le repère dans lequel on souhaite décrire la position et/ou le mouvement d'un point. Il est indispensable de définir un repère de référence (à rapprocher de la notion d'observateur du mouvement). La position d'un point ou son mouvement seront différents selon le repère d'observation choisi.
Exemple :
Le mouvement d'un voyageur se déplaçant dans un train sera différent si on l'observe dans un repère lié au train ou dans un repère lié à la Terre.
Pour l'étude de la trajectoire d'un satellite dans l'espace, la trajectoire sera différente si elle est décrite dans un repère lié à la Terre ou dans un repère lié au système solaire.
Un repère est défini par une origine \(O_r\) et par une base orthonormée directe de trois vecteurs \[\left(\vec{x_r},\vec{y_r},\vec{z_r}\right)\]. L'ensemble {origine + base} forme un repère spatial d'observation.
Chronologie
En plus du repère de l'espace, il est nécessaire de définir une chronologie, pour le paramétrage du temps. Une position est définie par sa date, appelée instant. La différence entre deux instants est appelée durée. En mécanique classique, le repère temporel est unique.
Définition : Référentiel
L'ensemble formé par le repère spatial et le repère temporel est nommé référentiel.