Quelle est la définition de la masse en physique ?
La masse décrit la quantité de matière dont une chose ou une personne est constituée. La masse peut également être définie comme la quantité d'inertie d'un objet, c'est-à-dire la valeur de sa résistance à un changement de vitesse et, par conséquent, à un changement d'accélération, puisque l'accélération est un taux de variation de la vitesse.
Nous savons que plus une chose ou une personne a de matière, plus elle est difficile à déplacer. Il en va de même pour la masse : plus une chose a de masse, plus il faut appliquer de force pour déplacer cette masse. Presque tout ce qui existe a une masse, des objets aussi massifs qu'une étoile aux objets aussi minuscules qu'un atome, tous ces objets et tout ce qui se trouve entre les deux ont une masse.
Un photon, qui est une particule de lumière, est un exemple d'élément de l'univers qui n'a pas de masse.
Quelle est l'unité de masse ?
La masse a de nombreuses unités différentes, y compris les livresles tonneset les grammes; cependant, la mesure la plus utilisée pour la masse est le kilogramme. Le kilogramme est défini comme l'unité de masse officielle par le Système international d'unités, qui définit les unités SI. Le kilogramme est l'une des sept unités de base qui constituent le reste des unités SI.
Jusqu'en 2019, la mesure officielle d'un kilogramme était définie par un cylindre de métaux pesé de façon très spécifique, que l'on appelait le "Prototype international du kilogramme". Ce cylindre était le seul véritable objet sur la planète qui correspondait exactement à un kilogramme !
Aujourd'hui, on se base sur une valeur constante appelée constante de Planck, qui est de . Cette valeur est utilisée parallèlement à un équipement sensible pour déterminer une définition plus précise et plus cohérente du.
Voici le prototype international du kilogramme, protégé des intempéries dans une boîte en verre, afin de ne pas altérer son poids.
La masse a souvent fait l'objet d'une certaine confusion, notamment en ce qui concerne la différence entre la masse et le poids. Nous avons dit précédemment que plus la masse d'un objet est importante, plus il faut de force pour le déplacer. Le poids peut être expliqué comme une valeur qui décrit la force que l'attraction gravitationnelle de la Terre exerce sur la masse. En même temps, le poids peut aussi être décrit par la force que toute attraction gravitationnelle exerce sur la masse, ce qui signifie que si tu allais sur une autre planète, ta masse resterait la même, mais ton poids changerait ! Plus l'attraction gravitationnelle de la planète ou du corps céleste (comme la Lune) est faible, moins tu pèserais si tu te trouvais dessus. C'est pourquoi, lorsque les astronautes se trouvent sur la Lune, ils doivent rebondir sur la surface, car la gravité n'exerce pas autant de pression sur eux.
La Lune est plus petite que la Terre, la force gravitationnelle y est donc plus faible, ce qui signifie que ton poids y sera moins important qu'ici !Wikimedia Commons
L'attraction gravitationnelle qui agit sur un objet ou une personne a une direction, directement vers le centre de la planète ou du corps céleste. Cela signifie que le poids a à la fois une magnitude (une valeur quantifiable) et une direction. Il s'agit donc d'un vecteur, alors que la masse, qui n'a qu'une magnitude, est une quantité scalaire.
Nous venons de mentionner que ta masse resterait la même quelle que soit la planète sur laquelle tu te trouves. C'est cependant vrai dans tous les cas, la masse d'un objet ou d'une personne ne changera jamais quoi qu'il arrive. C'est ce qu'on appelle le principe de conservation de la masse. En termes plus détaillés, il stipule également que si un objet devait être démonté, la masse totale de cet objet serait divisée exactement entre toutes ses parties, et si elles devaient être rassemblées à nouveau, la somme de toutes ces parties serait exactement égale à la masse de l'objet initial.
La masse en action. Nous savons que la boule jaune doit avoir une masse plus élevée que la boule bleue, puisqu'elle pousse davantage la balance vers le bas, en raison de la force de son poids.ScienceAlert
Comment résoudre un calcul de masse ?
La masse peut être calculée de différentes façons, en fonction des informations dont nous disposons. L'une des principales équations dont nous devons nous préoccuper est la suivante :
Densité
La densité définit la quantité de quelque chose à l'intérieur d'un espace spécifique. Par conséquent, plus une chose est dense, plus elle est lourde. Par exemple, imagine que nous ayons une tonne de plumes et une tonne d'acier. Les deux ont la même masse, mais l'acier est beaucoup plus dense que les plumes, ce qui signifie qu'il faut beaucoup plus de plumes que d'acier pour constituer cette tonne. À l'autre bout du spectre, le volume est assez simple. Le volume est utilisé pour définir la quantité d'espace que quelque chose remplit.
La densité est généralement mesurée en kilogrammes par mètre cube (), et le volume est généralement mesuré en mètres cubes ().
Qu'est-ce qu'un exemple d'équation de masse ?
Nous allons maintenant voir comment cette équation peut être utilisée dans différentes circonstances à l'aide de quelques exemples, afin que tu saches à quoi t'attendre et comment les résoudre :
Une boîte a un volume deet une densité deQuelle est la masse de cette boîte ?
Il s'agit d'une application directe de notre formule. Il te suffit d'introduire les nombres et de les résoudre.
id="5300667" role="math"
Le four de Darren a une masse deet une densité de. Quel est le volume du four de Darren ?
Cette question est légèrement plus difficile que la précédente, mais pas de beaucoup. Tout ce que nous avons à faire, c'est de prendre notre équation et de réorganiser les variables de façon à ce que le volume soit l'élément principal puisque nous devons résoudre la valeur du volume. Après cela, il nous suffit d'introduire nos chiffres comme nous l'avons fait dans la dernière question :
Jane possède un tableau dont la masse est deet un volume de Quelle est la densité de la table de Jane ?
Nous devons à nouveau réarranger notre équation initiale, puis substituer les valeurs qui nous ont été données pour calculer la densité :
La masse en physique - Principaux enseignements
La masse décrit la quantité de matière dont une chose est constituée.
La conservation de la masse exige que la masse ne puisse jamais être créée ou détruite. Elle peut seulement être transférée ailleurs ou convertie en quelque chose d'autre.
La masse a de nombreuses unités, comme les livres, les tonnes et les grammes. Cependant, la principale unité de masse du Système international d'unités (SI) est le kilogramme.
L'équation pour résoudre le problème de la masse est la suivante .
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