Masse et inertie

Les termes Masse et inertie sont à la fois des concepts importants en physique classique et moderne. La relation entre la masse et l'inertie est que l'inertie est un terme qui décrit qualitativement la capacité d'une substance à résister aux changements de son état de mouvement, tandis que la masse donne une valeur quantitative pour l'inertie. Cependant, le terme masse n'est pas seulement utilisé pour quantifier l'inertie, mais également pour quantifier d'autres propriétés physiques d'une substance.

Qu'est-ce que l'inertie

L'inertie est un terme qui décrit qualitativement la réticence d'un objet à changer son état de mouvement. En raison de l'inertie:

Cela signifie qu'une force doit être appliquée pour déplacer un corps au repos, ou pour changer la vitesse ou la direction du mouvement d'un corps déjà en mouvement.

Le concept d'inertie tel qu'il est connu aujourd'hui a été développé par Galilée. Avant lui, la plupart des gens croyaient que «l'état naturel» d'un corps est de rester au repos. Ils ont soutenu que lorsqu'un objet roule sur le sol, par exemple, il finit par s'arrêter parce qu'il essaie d'atteindre «l'état naturel» de repos. Cependant Galilée, et par la suite Newton, ont soutenu que dans ce cas, l'objet s'immobilise parce qu'il y a des forces qui s'opposent à l'objet, tandis que l'objet lui-même essaie de maintenir son état de mouvement.

Galileo Galilei a été un pionnier dans le développement des idées sur l'inertie en physique classique.

Qu'est-ce que la messe

La masse a plusieurs descriptions différentes en physique, et dans l'une de ces descriptions, la masse est une mesure quantitative de l'inertie. Plus un objet a de masse, plus il est difficile pour une force de changer l'état de mouvement de l'objet (lorsque nous disons ici "état de mouvement", cela inclut également "l'état de repos"). Lorsque la masse est utilisée comme mesure d'inertie, elle est appelée masse inertielle. En physique classique, le concept de masse inertielle apparaît dans La deuxième loi du mouvement de Newton.

Selon la deuxième loi de Newton, si une force résultante

agit sur un objet de masse

, cela donnerait une accélération

à l'objet dans le sens de la force. Ces quantités sont liées par:

Une accélération est un changement dans l'état de mouvement d'un objet. Selon cette formule, une force plus importante est nécessaire pour donner la même accélération à un corps ayant une masse plus importante. Donc ici, la masse est la quantité qui résiste aux changements de l'état de mouvement du corps, et par conséquent, la masse est une mesure de l'inertie.

Cependant, la masse est également utilisée dans un autre contexte: pour quantifier les forces d'attraction gravitationnelle entre les objets. En ce sens, le terme masse gravitationnelle active fait référence à la force d'un champ gravitationnel qu'un objet peut produire. Le terme masse gravitationnelle passive décrit la force avec laquelle un objet interagit avec le champ gravitationnel créé par un autre objet. En physique classique, les valeurs de « masse » utilisées dans La loi de la gravitation de Newton sont ces masses gravitationnelles. Bien que le sens de la masse soit conceptuellement différent dans ces deux contextes, selon le principe d'équivalence en relativité générale, les masses gravitationnelles et inertielles des objets sont équivalentes. Expérimentalement, l'équivalence entre la masse gravitationnelle et inertielle a été confirmée avec une précision élevée de 5 parties sur 10^{14 [1]}.

Quelle est la relation entre la masse et l'inertie

Inertie est une description qualitative qui décrit la capacité d'un objet à résister aux changements de son état de mouvement.

Masse est une grandeur physique qui indique l'inertie d'un objet. C'est quantitatif.

Masse décrit non seulement la capacité d'un objet à résister aux changements de son état de mouvement, mais aussi comment les objets interagissent avec les forces gravitationnelles. Techniquement, inertie n'est pas concerné par la façon dont un objet interagit avec les forces gravitationnelles. Cependant, il apparaît que la capacité d'un objet à résister aux changements de mouvement et sa capacité à interagir via la gravité sont quantitativement équivalentes.

Les références

1. O'Donnell, P.J. (2015). Dynamique essentielle et relativité. Taylor & François.

Image de courtoisie

"Portrait de Galileo Galilei" par Justus Susterman (1597-1681) [Domaine public], via Wikimedia Commons