Un système de coordonnées utilisé pour mesurer les positions et les mouvements, qui peut affecter les grandeurs physiques observées.Un référentiel est un système de coordonnées utilisé pour spécifier la position, la vitesse et d'autres grandeurs physiques des objets. Le choix du référentiel peut affecter considérablement les valeurs mesurées—par exemple, la vitesse d'un objet diffère selon qu'elle est mesurée depuis un train en mouvement ou depuis un quai stationnaire. En physique, les référentiels sont essentiels pour formuler les lois du mouvement et la relativité, car ils définissent la perspective depuis laquelle les observations sont faites.
Un référentiel se compose d'une origine et d'un ensemble d'axes (par exemple, x, y, z) qui peuvent être au repos ou en mouvement par rapport à d'autres référentiels. Les lois physiques, comme les équations de Newton, prennent des formes différentes selon que le référentiel est inertiel (non accéléré) ou non inertiel (accéléré, où des forces fictives apparaissent). En relativité restreinte, les mesures du temps et de l'espace dépendent du mouvement relatif des référentiels, conduisant à des effets tels que la dilatation du temps et la contraction des longueurs.
Les référentiels sont utilisés dans la navigation GPS, où les horloges des satellites doivent être corrigées pour les effets de la relativité restreinte et générale par rapport au référentiel terrestre.
En relativité générale, un ascenseur en chute libre constitue un référentiel inertiel local, ce qui explique pourquoi les astronautes ressentent l'apesanteur—ils sont en chute libre.
