Masse

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Confusion Ne confonds pas cela avec Poids !
Une série de cylindres en cuivre de masse connue. Ils permettent de mesurer une masse inconnue par comparaison sur une balance à fléaux, dite balance de Roberval.

La masse est la quantité de matière contenue dans un objet qui est mesurée par le rapport entre la force et l'effet d'accélération provoquée par cette force, appelée masse inertielle. De façon concrète la même force lance beaucoup plus vite une balle de tennis légère qu'un poids en plomb avec une masse très élevée très lourd.

Il ne faut pas la confondre avec le poids, qui est la force imposée par l'attraction terrestre, même si, le poids étant proportionnel à la masse de gravitation sur terre, dans le langage de tous les jours, on utilise poids à la place de masse.

En effet, avec une précision extrême, ces deux masses mesurées différemment sont identiques. La preuve est que dans le vide sans résistance de l'air, un lingot en or très dense tombe suivant la même loi d'accélération qu'un objet très léger de matière totalement différente par exemple en bois...

Si ces deux masses étaient différentes si peu que ce soit, notre monde et notre univers seraient totalement différents. La notion de masse est assez abstraite résumant des expériences différentes, mais d'une importance fondamentale, qui a conduit à la relativité générale d'Albert Einstein vérifiée avec une de plus en plus grande précision par exemple avec les trous noirs et les ondes gravitationnelles.

Différence entre masse et poids[modifier | modifier le wikicode]

La masse d'un objet ne varie pas selon l'endroit de l'Univers où on la mesure. Sur la lune, le même objet appuie moins fort sur le sol où il est posé, (son poids est plus faible) mais il faut la même force pour lui donner une accélération et de la vitesse ou pour arrêter son élan s'il avance (sa masse est la même). À une vitesse très élevée, proche de celle de la lumière, on a démontré pourtant que la masse d'un objet augmente. C'est le domaine de la relativité décrite par Albert Einstein, qui a une effet négligeable aux vitesses habituelles.

Unités[modifier | modifier le wikicode]

L'unité de masse du système international est le kilogramme. Avant le kilogramme, il y avait des unités traditionnelles comme la livre, valant approximativement un peu moins d'un demi-kilogramme, mais dont la valeur pouvait être différente selon les régions.

Pour les petites quantités, on emploie le milligramme qui équivaut à 0,001 gramme (symbole mg). Exemple: Une fourmi pèse 15 mg (en moyenne).

Pour les grosses quantités, on emploie la tonne (symbole t), qui vaut 1 000 kilogrammes. Un camion poids lourd est un véhicule routier de plus de 3,5 tonnes.

La masse en astronomie[modifier | modifier le wikicode]

La masse terrestre a pour symbole M⊕, MT ou ME : elle représente presque 6*10^24 kg, soit 6000 milliards de milliards de tonnes. C'est une unité de masse pratique employée pour comparer la masse des planètes, surtout les plus massives (c'est moins intéressant quand ce sont des corps célestes peu massifs comme les astéroïdes ou les planètes naines). Exemple : Jupiter fait 317,8 M⊕.

La masse solaire est souvent symbolisée par M☉ : elle représente près de 2*10^30 kg soit 2 milliards de milliards de milliards de tonnes, ou 333 000 la masse de la Terre. On l'utilise pour exprimer la masse des étoiles ou d'autres corps massifs (naines blanches, étoiles à neutrons, trous noirs), ou encore pour les galaxies, les amas d’étoiles ou les nuages moléculaires (grands nuages de gaz très peu denses dans une galaxie).

Mesure de la masse[modifier | modifier le wikicode]

Une masse se mesure par comparaison avec un étalon de masse connue à l'aide d'une balance à fléaux (balance Roberval). On place l'objet dont la masse est inconnue sur un fléau et dans l'autre sont ajoutés des « poids » de masse connue. À l'équilibre des fléaux, les masses sont égales. Il ne reste plus qu'à additionner la valeur des masses qui ont été placées sur l'un des côtés.

Tare[modifier | modifier le wikicode]

Souvent l'objet à mesurer, liquide ou sable par exemple, est placé dans un contenant. Il faut donc d'abord mesurer la masse du contenant avant de pouvoir mesurer l'objet d'intérêt. Comme la masse du contenant n'est pas utile, il suffit d'équilibrer la balance avec des objets dont la masse n'est pas connue, des pierres, par exemple. L'ensemble des pierres placées pour équilibrer le contenant s'appelle tare et l'action se dit « tarer ».

Pour approfondir[modifier | modifier le wikicode]

  • Le Savant a traité cette question du poids et de la masse ici et .

Pour pratiquer[modifier | modifier le wikicode]

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