MASSE (notions de base)

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La masse inerte et la masse grave

Johannes Kepler semble avoir été le premier à développer la notion d'inertie liée à l'idée d'opposition au mouvement et à la vitesse acquise par un corps céleste soumis à une force ; il associait ce concept d'inertie à la quantité de matière contenue dans un volume donné, entretenant la confusion entre masse et densité. Le concept sera défini clairement par Isaac Newton, qui attachera à tout corps une masse dont « le poids constitue la mesure » ; cette masse inerte intervient dans la seconde loi de Newton liant la force F exercée sur un corps et l'accélération a qui en résulte par l'équation vectorielle : F = ma.

La troisième loi de Newton, qui énonce l'égalité de l'action et de la réaction, a pour conséquence que la masse d'un système de plusieurs corps est égale à la somme des masses de chacun ; ce caractère additif de la masse (parfois appelée loi de Lavoisier) sera remis en cause par la théorie de la relativité.

L'étude du mouvement des planètes introduit la notion de masse grave (ou pesante), coefficient mesurant la relation entre un corps et le champ gravitationnel qu'il crée autour de lui ou qu'il subit. Ainsi, l'interaction gravitationnelle entre deux corps, de masses graves m1 et m2, distants de d, s'exprime-t-elle par une force d'attraction universelle d'intensité (G est la constante de gravitation de Newton, égale à 6,673 × 10—11 dans les unités habituelles) : G m1 m2 /d2.

L'égalité des masses inertes et des masses graves est une constatation expérimentale pour la physique classique ; elle a pu être vérifiée avec une précision toujours croissante (à 10—11 près actuellement) ; l'égalité absolue constitue le principe d'équivalence faible qui est à la base de la relativité générale.

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Écrit par :

  • : directeur de recherche au CNRS, centre de physique théorique de l'École polytechnique, Palaiseau

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Bernard PIRE, « MASSE (notions de base) », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 16 novembre 2018. URL : http://www.universalis.fr/encyclopedie/masse/