Masse
Masse, en physique, mesure quantitative de l’inertie, propriété fondamentale de toute matière. C’est, en effet, la résistance qu’offre un corps de matière à un changement de sa vitesse ou de sa position lors de l’application d’une force. Plus la masse d’un corps est importante, plus le changement produit par une force appliquée est faible. L’unité de masse dans le Système international d’unités (SI) est le kilogramme, défini en fonction de la constante de Planck, qui est définie comme égale à 6,62607015 × 10-34 joule seconde. Un joule est égal à un kilogramme multiplié par un mètre au carré par seconde au carré. La seconde et le mètre étant déjà définis en fonction d’autres constantes physiques, le kilogramme est déterminé par des mesures précises de la constante de Planck. (Jusqu’en 2019, le kilogramme était défini par un cylindre en platine-iridium appelé le Prototype international du kilogramme conservé au Bureau international des poids et mesures à Sèvres, en France). Dans le système de mesure anglais, l’unité de masse est le slug, une masse dont le poids au niveau de la mer est de 32,17 livres.
Le poids, bien que lié à la masse, diffère néanmoins de cette dernière. Le poids constitue essentiellement la force exercée sur la matière par l’attraction gravitationnelle de la Terre, et il varie donc légèrement d’un endroit à l’autre. En revanche, la masse reste constante quel que soit l’endroit où elle se trouve dans des circonstances ordinaires. Un satellite lancé dans l’espace, par exemple, pèse de moins en moins lourd à mesure qu’il s’éloigne de la Terre. Sa masse, cependant, reste la même.
Encyclopædia Britannica, Inc.
Selon le principe de conservation de la masse, la masse d’un objet ou d’un ensemble d’objets ne change jamais, quelle que soit la façon dont les parties constituantes se réarrangent. Si un corps se divise en morceaux, la masse se divise avec les morceaux, de sorte que la somme des masses des différents morceaux est égale à la masse initiale. Ou, si des particules sont réunies, la masse du composite est égale à la somme des masses des particules constitutives. Cependant, ce principe n’est pas toujours correct.
Avec l’avènement de la théorie de la relativité restreinte par Einstein en 1905, la notion de masse a subi une révision radicale. La masse a perdu son caractère absolu. La masse d’un objet était considérée comme équivalente à l’énergie, interconvertible avec l’énergie, et augmentant de manière significative à des vitesses extrêmement élevées proches de celle de la lumière (environ 3 × 108 mètres par seconde, ou 186 000 miles par seconde). L’énergie totale d’un objet comprend sa masse au repos ainsi que l’augmentation de sa masse causée par une vitesse élevée. On découvre que la masse au repos d’un noyau atomique est mesurablement plus petite que la somme des masses au repos des neutrons et des protons qui le composent. La masse n’est plus considérée comme constante, ou immuable. Dans les réactions chimiques et nucléaires, il se produit une certaine conversion entre la masse et l’énergie, de sorte que les produits ont généralement une masse inférieure ou supérieure à celle des réactifs. La différence de masse est si faible pour les réactions chimiques ordinaires que la conservation de la masse peut être invoquée comme principe pratique pour prédire la masse des produits. La conservation de la masse n’est cependant pas valable pour le comportement des masses activement impliquées dans les réacteurs nucléaires, dans les accélérateurs de particules et dans les réactions thermonucléaires du Soleil et des étoiles. Le nouveau principe de conservation est la conservation de la masse-énergie. Voir aussi énergie, conservation de ; énergie ; relation masse-énergie d’Einstein.
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