Le mouvement est une notion relative. En effet, dire d'un objet qu'il est immobile ou en mouvement n'a aucun sens si on ne précise pas par rapport à quoi : la notion d'immobilité ou de mouvement est relative à l'observateur. Ainsi un voyageur assis dans un TGV est au repos par rapport au train mais se déplace à 300 km/h par rapport au sol !Dans le langage courant, nous nous référons implicitement au sol lorsque nous disons qu'un objet est immobile ou en mouvement mais cela ne suffit pas pour étudier toutes les situations physiques. Ainsi, pour étudier le mouvement, les physiciens doivent donc définir un cadre de référence, appelé le référentiel, qui précise le point de vue adopté sur le monde physique.

La définition de la trajectoire est l’ensemble des positions successives occupées par le système mobile au cours de son mouvement.

Comment appelle-t-on l'ensemble des positions successives occupées par le système au cours du temps ?

Pour étudier un mouvement, il faut absolument faire les trois choses suivantes :<ul><li>Définir le système étudié : un objet (ou une partie d'un objet) assimilé à un point matériel (son centre de masse par exemple) ;</li><li>Choisir le référentiel (solide de référence par rapport auquel on étudie le mouvement) ;</li><li>Déterminer la nature de la trajectoire du point matériel, sa vitesse par rapport au référentiel choisi, et éventuellement d'autres caractéristiques.</li></ul>

Définir le système étudié : un objet (ou une partie d'un objet) assimilé à un point matériel (son centre de masse par exemple).

Choisir le référentiel (solide de référence par rapport auquel on étudie le mouvement).

Déterminer la nature de la trajectoire du point matériel et sa vitesse par rapport au référentiel choisi.

L'ensemble des objets fixes par rapport à la Terre constitue le référentiel terrestre (exemple : la salle de classe).Autres référentiels d'étude : <ul><li>Référentiel géocentrique : solide imaginaire formé par le centre de la Terre et le centre de 3 étoiles lointaines (les 4 points doivent être non coplanaires pour former un solide) ;</li></ul><ul><li>Référentiel héliocentrique : solide imaginaire formé par le centre du Soleil et le centre de 3 étoiles lointaines (les 4 points doivent être non coplanaires pour former un solide).</li></ul>Utilisation des référentiels :Au lycée et sauf indication contraire, l'étude du mouvement se fait dans le référentiel terrestre lorsque les mouvements ont lieu à la surface ou à proximité de la surface du globe (par exemple : mouvement de voitures, d'avions, etc.).Pour les mouvements de satellites autour de la Terre, on préférera le référentiel géocentrique.Enfin, pour les mouvements à l'intérieur du système solaire (mouvement des planètes ou d'une sonde spatiale), il faudra utiliser le référentiel héliocentrique.Remarque : certains énoncés peuvent tout à fait introduire d'autres référentiels, comme le référentiel lié à un manège par exemple. De même, le référentiel lié à un train correspond au point de vue des passagers qui sont fixes par rapport au train.

Lorsque les mouvements étudiés ont lieu à la surface ou à proximité de la surface où l'on se trouve, le référentiel communément choisi est :

Dans le référentiel du vélo, le vélo est immobile ! Donc la vitesse est de $v = 0 ~ m.s^{-1}$.

Dans un référentiel terrestre, un vélo a un mouvement rectiligne et uniforme. Il parcourt $3,0 ~ m$ en $0,25 ~ s$. Dans le référentiel du vélo :