HỆ QUY CHIẾU QUÁN TÍNH
Do tính tương đối của chuyển động, nên mỗi một đặc trưng kể trên chỉ có ý nghĩa xác định trong một hệ quy chiếu xác định mà thôi. Trong các hệ quy chiếu khác nhau thì cùng một chuyển động có dáng vẻ không nhất thiết như nhau: có thể khác nhau về quỹ đạo về sự phụ thuộc cũng có thể là về vận tốc gia tốc mức độ phức tạp hay đơn giản của chuyển động cũng khác nhau.
Ví dụ trong hệ quy Chiếu gắn với Trái Đất thì một hòn đá vẫn nằm nguyên trên thảm cỏ chừng nào chưa có người nào động chạm đến nó. Nhưng nếu quan sát hòn đá trong hệ quy chiếu của chiếc đu quay thì hòn đá chuyển động với quỹ đạo cong rất phức tạp. Vậy nên giữa các hệ quy chiếu cần phải lựa chọn cái nào cho phép xem xét chuyển động vật thể một cách đơn giản hơn cả. Một tiêu chuẩn mà vật lý học dựa vào là tìm kiếm hệ quy chiếu nào bảo đảm cao nhất tính đối xứng của không gian.
Nếu trong một hệ quy chiếu nào đó bất cứ một quá trình nào diễn ra trong một tập hợp khép kín của các vật thể, không phụ thuộc vào vị trí và hướng của hệ trong không gian và vào thời điểm bắt đầu quá trình đó, thì hệ quy chiếu đó có tính đối xứng. (Tập hợp khép kín của các vật thể là tập hợp được xem xét trong điều kiện ở đây r là khoảng cách đến các vật thể của Vũ Trụ bao quanh hệ khép kín này).
Người ta ghi nhận tính chất đối xứng là gồm các tính đồng nhất của không gian (các điểm đều bình đẳng) tính đẳng hướng của không gian (các hướng đều bình đẳng). Và tính đồng nhất của thời gian (một thời điểm đều bình đẳng). Trong những hệ quy chiếu bảo đảm được tính chất đó thì định luật quán tính được tuân thủ: một vật ở xa vô tận so các vật thể còn lại sẽ giữ nguyên vẹn vận tốc của mình. Người ta gọi đó là các hệ quy chiếu quán tính.
Trong các hệ quy chiếu quán tính thì các thí nghiệm được thực hiện như nhau sẽ cho kết quả giống nhau, không phụ thuộc vào thời gian và địa điểm tiến hành, cũng như không phụ thuộc vào hướng của thiết bị thí nghiệm. Còn nếu hệ quy chiếu không phải là hệ quán tính thì kết quả thí nghiệm sẽ khác biệt.
Kinh nghiệm hàng ngày đều cho thấy có thể coi hệ quy chiếu gắn liền với Trái Đất là một hệ quy chiếu quán tính hay ít ra cũng gần đúng như vậy. Hai chiếc tivi chẳng hạn, dù đặt chỗ nào, có hướng ra sao trên mặt đất và dù bật vào lúc nào... thì chúng đều hoạt động như nhau...
Nhiều thí nghiệm vật lý khác cũng chứng tỏ rằng không gian và thời gian trong hệ quy chiếu Trái Đất quả thực là đối xứng đến một mức độ nào đó. Nếu không như thế thì ở các địa điểm khác nhau, vào các thời đại khác nhau trên Trái Đất đã tồn tại các định luật tự nhiên khác nhau. Vậy nên mọi nghiên cứu vật lý là phổ quát là chung cho tất thấy mọi nơi mọi lúc không phải sửa đổi. Tất nhiên sự đối xứng của hệ quy chiếu Trái Đất không phải là hoàn toàn tuyệt đối. Với những chiếc tivi chẳng hạn, khi đặt ở vĩ độ khác nhau chùm tia điện tử trong đèn hình có thể chuyển động khác nhau chút ít. Có những hiện tượng khác, bộc lộ rõ rệt hơn, như sự lở bờ phải (chứ không phải bờ trái) của các con sông trên Bắc bán cầu (do lực Coriolis) sinh ra bởi sự tự quay của Địa cầu)... minh chứng sự vi phạm tính đối xứng (không hoàn toàn đẳng hướng) của hệ quy chiếu Trái Đất. Thí nghiệm với con lắc Foucault cũng cho thấy sự quay mặt phẳng dao động của nó với vận tốc khác nhau tuỳ thuộc vào địa điểm trên địa cầu. Vận tốc này là bằng, không ở xích đạo và cực đại ở địa cực, cũng minh chứng là hệ quy chiếu không hoàn toàn là quán tính. Ta kí hiệu chu kì quay quanh trục của Trái Đất Trái Đất là T và vĩ độ thí nghiệm là , thì sẽ có biểu thức tính chu kì quay mặt phẳng của con lắc Foucault T = T/ sin. Trái Đất không quay thì hiện tượng dó không xảy ra. Điều này chứng tỏ nguyên nhân của tính phi quán tính của hệ quy chiếu Trái Đất là chuyển động quanh trục của Trái Đất.
Hệ quy chiếu gần với hệ quán tính lý tưởng hơn nó là hệ gắn với tâm Mặt Trời, còn các trục toạ độ của nó hướng tới các ngôi sao đơn lẻ xa xôi. Nó thường được sử dụng khi giải các bài toán cơ học thiên thể. Tất nhiên đó cũng chưa hẳn là hệ quy chiếu quán tính lý tưởng. Hiện nay trong thiên văn học hệ quy chiếu trong đó tâm của các thiên hà xa xôi đóng vai trò các ''sao'' làm mốc được coi là chuẩn của hệ quán tính. Tạm thời người ta chưa phát hiện được tính phi quán tính của hệ quy chiếu thiên văn ấy.
