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La masse d'un objet mesure la quantité de matière qui constitue cet objet. La masse d'un objet est la même quel que soit l'endroit où il se trouve dans l'univers. Il ne faut pas confondre la masse et le poids qui est la mesure de l'interaction de la masse et du champ de gravitation (le poids est une force).
L'unité de base de la 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.
La confusion entre masse et poids provient du fait qu'on a longtemps utilisé le même mot "kilogramme" pour désigner les unités de mesure de ces deux grandeurs physiques de nature très différentes. Leurs équations aux dimensions, respectivement M et ML/T², le montrent clairement. Le Système International des mesures (SI) a corrigé cette confusion puisque l'unité de force et donc aussi de poids, y est exprimée en newtons (N).
Physiquement la notion de masse recouvre deux notions à priori indépendantes :
- la masse inertielle qui caractérise la quantité de mouvement d'un objet en déplacement (la quantité de mouvement globale de l'univers est une quantité qui se conserve).
- la masse grave (ou pesante) qui mesure l'influence d'un corps sur le champ gravitationnel.
À notre échelle cette équivalence semble évidente et elle est démontrée expérimentalement à 10-12 près. Pourtant certaines théories scientifiques comme la théorie des cordes prédisent qu'elle pourrait cesser d'être vérifiée à des échelles beaucoup plus fines.
Dans l'Union européenne, de nombreuses masses (et volumes), sur les produits de consommations, sont indiqués en quantité estimée. Ils sont marqués comme tel, d'un « e » minuscule.
Masse et énergie
À l'échelle des atomes, de la matière peut se transformer en onde électromagnétique, et une onde électromagnétique peut se transformer en matière. Plus exactement, des particules ayant une masse non nulle (neutrons, protons), peuvent se transformer à la suite d'une collision en particules élémentaires de masse nulle (photons, neutrinos...). C'est le principe des réactions nucléaires, par exemple utilisées pour produire de l'électricité. Dans les accélérateurs de particules, on observe fréquemment ce genre de transformation. À l'inverse, un photon γ, de masse nulle, peut se décomposer après collision sur un atome en une paire électron-positron, ayant une masse.
Lors de ces transformations, la loi de la conservation de l'énergie est respectée, la masse peut donc s'exprimer sous la forme d'une énergie :
- E énergie de masse
- m masse
- c vitesse de la lumière dans le vide
Masse corporelle
La masse corporelle est la masse d'un être humain. Dans le langage courant, elle est souvent appelée à tort « poids ».
Voir
Mesure de la masse
La mesure de la masse s'appelle le pesage, bien que ce terme provienne du mot « poids ».
La seule manière de mesurer directement une masse consiste à la comparer à une autre masse ; c'est le principe des balances.
On peut aussi estimer la masse à partir du poids, c'est-à-dire que l'on mesure la force qu'exerce l'objet à peser ; le dispositif est en fait un dynamomètre. C'est le cas le plus courant des pèse-personne et des balances électroniques.
On peut aussi estimer une masse par la perturbation du champ de gravité qu'elle induit. Cette mesure par gravimétrie n'est utilisable que pour les objets extrêmement lourds, et est utilisée en géologie pour estimer la taille d'une formation rocheuse, ainsi qu'en archéologie (la gravimétrie a permis de détecter une chambre cachée dans une pyramide).
Remarque
Ce n'est probablement pas un hasard si le kilogramme étalon du BIPM a la même masse qu'un litre d'eau.
Il faut se rappeler que la livre, en France, n'avait pas la même valeur sur tout le territoire : la provençale, la parisienne ou encore la bretonne n'avaient pas tout à fait la même valeur et aujourd'hui encore la livre tout comme le gallon n'ont pas la même valeur aux USA et au Royaume-Uni.
Beaucoup de marchandises se vendaient par volume, par boisseaux ou encore par barils, soit 18 boisseaux (235 litres) — différent du baril pétrolier qui ne fait que 158,98 litres.
La masse d'un électron, d'un atome ou d'une molécule est parfaitement définie ; ceci justifie le fait que le BIPM ait rajouté la notion de quantité de matière qui se mesure en moles sachant que une mole de carbone a une masse de 12 grammes : la mole étant un nombre entier dit nombre d'Avogadro.
Les réactions chimiques se font en combinant des atomes entiers : c'est pour cela que nombre d'Avogadro est un nombre entier.
Électricité
Voir aussi
"Masse"