MASSE, physique

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Masse et inertie

Il existe une autre caractérisation de la masse d'un corps à partir de son comportement dynamique. L'expérience courante l'indique aussi bien : plus la masse (quantité de matière) d'un objet est grande, plus il est difficile de le mettre en mouvement ou de l'arrêter, autrement dit, de modifier son état de mouvement. Le principe de l'inertie, ébauché par Galilée, puis par Descartes, et énoncé par Newton, indique qu'un corps sur lequel n'agit aucune force poursuit un mouvement uniforme (rectiligne, à vitesse constante). Une force donnée F modifiera la vitesse en grandeur et/ou en direction, c'est-à-dire provoquera une accélération γ du corps d'autant plus grande que la masse du corps sera plus faible. La loi fondamentale de la dynamique, due encore à Newton, s'écrit : γ = F/m. Elle traduit parfaitement le rôle de la masse comme coefficient inertiel, caractérisant la résistance du corps au changement de son état de mouvement. Dans cette nouvelle acception, la masse reste une propriété additive, comme on le déduit aisément de l'additivité des forces. Cette conception de la masse est beaucoup plus générale que la précédente ; au lieu de se présenter comme une grandeur liée à un phénomène physique particulier, la pesanteur, elle se définit par la réponse d'un corps à une force absolument quelconque, qui peut être aussi bien de nature électrique, magnétique, etc., que gravitationnelle. On peut donc légitimement distinguer a priori pour chaque corps deux masses, la masse inerte mi qui intervient dans la loi (générale) de Newton, F = miγ, et la masse pesante mp qui caractérise la force gravitationnelle (ou poids), P = mpg, agissant sur le corps dans un champ de pesanteur g.

Les observations et les expériences confirment que, pour tous les corps sans exception, le rapport mp/mi est le même, ce qui permet, moyennant un choix naturel d'unités, d'identifier mp et mi, donnant ainsi une valeur commune (la masse) à la masse inerte et à la masse pesante. Le principe de ces vérificati [...]

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Écrit par :

  • : professeur émérite à l'université de Nice
  • : directeur de recherche émérite au CNRS, centre de physique théorique de l'École polytechnique, Palaiseau

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Pour citer l’article

Jean-Marc LÉVY-LEBLOND, Bernard PIRE, « MASSE, physique », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 02 février 2021. URL : https://www.universalis.fr/encyclopedie/masse-physique/