Uno dei concetti principali che devono essere definiti nello studio della fisica è quello del sistema di riferimento.
Nello studio delle leggi del moto seguite da qualsiasi oggetto (ad esempio un treno) è sempre importante definire rispetto a chi tali leggi sono riferite. Il nostro treno, infatti, sarà fermo per chi ci viaggia sopra, ma si muoverà per gli altri.

In fisica esistono due tipi di sistemi di riferimento: quelli inerziali e quelli non inerziali.
Un sistema di riferimento inerziale si ha quando un corpo lasciato libero di muoversi, e senza attrito, rimane nel suo stato di quiete o di moto a velocità costante.
Se nel sistema di riferimento sono presenti forze dette "fittizie", che cambiano la velocità del nostro corpo (l’accelerazione è la derivata della velocità) il sistema di riferimento è detto non inerziale.

Immaginiamo di porre una palla ferma sul corridoio di un treno in corsa: se il treno è su un rettilineo e non accelera nè frena, la nostra palla continuerà a rimanere ferma per noi ed a correre come il treno per chi ci vede da terra.
Se ora il nostro treno frena, per noi la palla comincia "misteriosamente" a correre sul corridoio, per chi è a terra il treno ha frenato e la palla, che era libera di muoversi, ha continuato a correre indisturbata.

Rivediamo che cosa è successo: all’inizio sia noi sul treno che chi era a terra eravamo su due sistemi di riferimento inerziali, infatti la palla per noi era ferma, mentre per loro si muoveva con velocità costante. Quando il treno ha frenato noi non eravamo più in un sistema di riferimento inerziale dal momento che la palla ha "improvvisamente" cominciato a muoversi sotto l’azione di una forza fittizia (solo applicando una forza alla palla e quindi un'accelerazione è possibile cambiarne la velocità).
Chi era a terra non ha ovviamente risentito di tutto questo ed ha continuato a vedere la palla correre liberamente.

Se decidiamo di studiare qualche oggetto da un sistema di riferimento inerziale (cosa sempre molto conveniente) qualsiasi sistema scegliamo troveremo sempre le stesse leggi fisiche, poiché non sono presenti, in un sistema, forze non presenti negli altri.
Da quanto abbiamo visto risulta evidente che, se ci troviamo in un sistema di riferimento inerziale, osserveremo le stesse leggi che in un altro sistema che si muove, rispetto a noi, con velocità costante, dato che non sono possibili accelerazioni e quindi forze fittizie.
Questo è detto "principio di relatività di Galileo" o "primo principio della dinamica". Ecco come il grande scienziato lo enunciò ormai 500 anni fa nel "Dialogo sopra i massimi sistemi del mondo":

"Rinserratevi con qualche amico nella maggior stanza che sia sotto coperta di alcun grande naviglio, e quivi fate di aver mosche, farfalle e simili animaletti volanti; siavi anche un gran vaso d’ acqua, e dentrovi dei pescetti, sospendasi anco in alto qualche secchiello, che a goccia a goccia vadia versando dell’ acqua in un altro vaso di angusta bocca, che sia posto in basso: e stando ferma la nave, osservate diligentemente come quelli animaletti volanti con pari velocità vanno verso tutte le parti della stanza, e i pesci si vedranno andar notando indifferentemente per tutti i versi; le stille cadenti entreranno tutte nel vaso sottoposto; e voi, gettando all’ amico alcun cosa, non più gagliardamente la dovrete gettare verso quella parte che verso questa, quando le lontananze sieno uguali, e saltando voi, come si dice, a piè giunti, egual spazii passerete verso tutte le parti. Osservate che avrete diligentemente tutte queste cose, benchè niuno dubbio vi sia che mentre il vassello sta fermo non debbano succedere così; fate muovere la nave con quanta si voglia velocità: ché (pur che il moto sia uniforme e non fluttuante in qua e in là) voi non riconoscerete una minima mutazione in tutti li nominati effetti, nè da alcuno di quelli potrete comprendere se la nave cammina oppur sta ferma..."