Masse - Définition
La liste des auteurs de cet article est disponible ici.
Introduction
Le terme masse est utilisé pour désigner deux grandeurs attachées à un corps : l'une quantifie l'inertie du corps (la masse inerte) et l'autre la contribution du corps à la force de gravitation (la masse grave). Ces deux notions sont a priori distinctes, mais leur égalité est expérimentalement vérifiée à 10 − 10 % près, et on se permet dès lors de parler de la masse d'un corps.
La masse est la grandeur positive intrinsèque du corps intervenant directement dans le principe fondamental de la dynamique : c'est donc une notion présente dans presque tous les calculs de la physique classique. La conservation de la masse à travers toutes les transformations physiques et chimiques a longtemps été expérimentalement constatée, et admise, ce qui en a fait une grandeur fondamentale et confondue avec « la quantité de matière » (Isaac Newton l'a définie comme telle dans ses Principia Mathematica).
La relativité restreinte montre que la masse (inertielle) constitue une forme d'énergie du corps, et se trouve alors ne plus être parfaitement invariante car, par exemple, la perte d'énergie sous forme lumineuse (donc a priori sans perte de masse) se trouve être une perte de masse. La connaissance de la constitution de la matière offre d'autres exemples de pertes de masse par l'utilisation de l'énergie sous forme de liaisons atomiques.
La relativité générale dérive entre autres du principe d'équivalence qu'Einstein présente comme une « interprétation » de l'égalité de la masse inerte et de la masse grave en termes de relativité du mouvement accéléré.
La physique quantique utilise l'équivalence masse-énergie pour caractériser les particules virtuelles, responsables des interactions entre particules et attend toujours la découverte du boson de Higgs dont la théorie dit qu'il serait responsable de l'acquisition de masse par les particules.
L'unité SI de masse est le kilogramme (kg) et non pas le gramme (g). On utilise également la tonne, égale à 1 000 kg, et l'unité de masse atomique.
Masse inerte
Définition
La masse inerte (inertielle) d'un corps est la grandeur physique utilisée pour calculer la force nécessaire pour qu'un corps acquière une accélération, en fonction de celle-ci. C'est la quantification de la résistance du corps aux accélérations. Cette masse inerte a été considérée comme une mesure de la quantité de matière du corps depuis Isaac Newton jusqu'à l'avènement de la relativité restreinte.
Mathématiquement, cela s'exprime par l'égalité
Isaac Newton a défini la masse inerte comme une mesure de la quantité de matière et a considéré que pour imprimer à une quantité de matière doublée une même accélération, il fallait le double de force. En physique classique, la masse inerte est ainsi supposée extensive : en mêlant deux corps, on obtient un troisième corps dont la masse est la somme des masses des deux corps initiaux.
Au quotidien, la masse inerte se perçoit quand on manipule un chariot vide, et donc facile à manœuvrer, sur un sol plat, puis que l'on manœuvre ce même chariot rempli : il est alors plus difficile à ébranler (mais on peut mettre cela sur le compte du poids et des frottements accrus qui en résultent au niveau des roues), il est aussi plus difficile de lui faire prendre un virage et de l'arrêter (ce que l'on ne peut pas mettre sur le compte de frottements accrus du fait du poids).
