La masse d’un objet, c’est la quantité de matière qu’il contient et la façon dont il réagit quand on essaie de le mettre en mouvement ou de l’arrêter. Plus un objet a de masse, plus il est difficile à porter, à pousser ou à freiner. Les scientifiques parlent de masse gravitationnelle pour décrire la façon dont la gravité attire un objet, et de masse inertielle pour décrire la manière dont il résiste au changement de mouvement. Dans la nature, ces deux façons de voir la masse donnent le même résultat, ce qui est une des grandes curiosités de la physique.
C’est quoi, la masse d’un objet ?
Quand tu prends un sac à dos vide et un sac à dos rempli de livres, tu sens tout de suite la différence : le deuxième est plus lourd. On dit qu’il a plus de masse.
La masse d’un objet indique combien il y a de matière dedans. On la mesure en kilogrammes (kg) avec une balance.
Un stylo a une petite masse, un carton plein de livres a une masse plus grande, une voiture en a une encore plus importante.
La masse ne dépend pas de l’endroit où tu te trouves : sur Terre, sur la Lune ou dans une fusée, ton corps garde la même masse. Ce qui change, c’est ton poids, c’est-à-dire la force avec laquelle la planète t’attire.
Masse, poids et gravité : ne pas tout confondre
Sur Terre, plus un objet a de masse, plus il est attiré vers le sol. C’est pour cela qu’au quotidien, on mélange souvent masse et poids et on dit “il pèse lourd” pour parler de la masse.
Pour simplifier :
- La masse, c’est ce que mesure la balance en kg.
- Le poids, c’est la force avec laquelle la Terre attire l’objet.
Sur la Lune, la gravité est plus faible que sur Terre. Si tu as une masse de 30 kg sur Terre, tu auras toujours 30 kg sur la Lune, mais tu te sentiras beaucoup plus léger, car ton poids sera plus faible.
La masse gravitationnelle : comment la gravité “voit” un objet
On peut imaginer que la gravité est une main invisible qui tire sur tous les objets.
Quand cette main tire sur une petite pomme, elle tombe vers le sol. Quand elle tire sur un énorme rocher, l’attraction est plus forte, car le rocher a plus de masse.
Les physiciens appellent masse gravitationnelle la façon dont un objet réagit à la gravité et attire les autres objets.
On peut résumer cette idée ainsi :
- La masse gravitationnelle indique à quel point la gravité “s’intéresse” à un objet.
- Plus cette masse est grande, plus l’objet est attiré par la Terre et plus lui-même attire les autres objets.
La masse inertielle : la résistance au changement de mouvement
Oublions la gravité pendant un instant et regardons comment un objet bouge.
Imagine que tu pousses un cartable vide sur le sol, puis le même cartable plein de livres. Dans quel cas est-ce le plus difficile ? Évidemment quand le cartable est plein.
Ici, ce qui compte, ce n’est plus l’attraction de la Terre, mais la difficulté à mettre l’objet en mouvement, à l’arrêter ou à changer sa direction. C’est ce que l’on appelle la masse inertielle.
Plus un objet a de masse inertielle :
- plus il est difficile à démarrer (le mettre en mouvement),
- plus il est difficile à arrêter une fois qu’il est lancé,
- plus il est difficile de lui faire changer de direction.
On peut donc dire que la masse inertielle mesure à quel point un objet résiste quand on veut modifier son mouvement.
Deux rôles pour une même masse
Ce qui surprend les scientifiques, c’est que la masse gravitationnelle et la masse inertielle se comportent comme si elles étaient toujours égales.
L’objet qui est le plus fortement attiré par la gravité est aussi celui qui résiste le plus quand on essaie de changer son mouvement.
C’est pour cela qu’au collège et au lycée, on parle le plus souvent simplement de “la masse”, sans distinguer ces deux aspects. Mais derrière ce mot, il y a bien deux rôles différents : la masse qui intervient dans la gravitation et la masse qui intervient dans le mouvement.
Des images pour retenir
Pour aider à retenir, on peut utiliser deux images simples :
- Masse gravitationnelle : imagine que la gravité envoie un lasso sur chaque objet. Plus l’objet a de masse, plus le lasso tire fort sur lui.
- Masse inertielle : imagine que tu essaies de pousser un ami sur une trottinette. S’il porte un gros sac, tu dois pousser beaucoup plus fort pour le faire démarrer ou l’arrêter.
Oses-tu défier la gravité ? Teste ce que tu sais sur la masse !
Pour aller plus loin
Pour aller plus loin, découvre dans l’article « Gravité et accélération : pourquoi notre poids change dans un ascenseur ? » pourquoi tu te sens parfois plus lourd ou plus léger en cabine… alors que ta masse, elle, ne change jamais.