La fisica di massa è lo studio della massa e delle sue proprietà in relazione a varie forze. Le persone che non sono a conoscenza delle definizioni specifiche spesso confondono la massa con il peso. Il peso, tuttavia, si riferisce alla quantità di gravità richiesta per tirare giù un oggetto, mentre la massa è in realtà correlata alla quantità di materia all’interno di un corpo, che rimane invariata indipendentemente dall’ambiente. La massa stessa è studiata sia come massa gravitazionale che come massa inerziale dalla fisica delle masse.
Comprendere la differenza tra peso e massa è importante per comprendere la fisica di massa. La gravità è una forza che tutti i corpi dell’universo esercitano l’uno sull’altro e, nel caso dei pianeti, come la Terra e Giove, questa forza è piuttosto consistente e mantiene persino la luna nell’orbita terrestre. La gravità della Terra, agendo sugli oggetti, li trascina verso il basso, e il peso è la misura della forza di gravità necessaria per mantenere gli oggetti sulla terra. Si dice che le persone pesino meno sulla luna che sulla Terra perché la luna non ha la stessa gravità della terra. La massa di un oggetto, invece, è la stessa, indipendentemente dalla situazione gravitazionale circostante.
Il concetto di massa può sembrare difficile da comprendere, ma è semplicemente la quantità di “roba” che compone un oggetto o un essere. La fisica della massa divide la massa in massa gravitazionale e massa inerziale. La massa gravitazionale viene misurata mettendo un oggetto con una massa sconosciuta su una bilancia con un oggetto con una massa nota dall’altra parte. La forza gravitazionale su ciascun oggetto sarà la stessa, il che consente di determinare la massa dell’oggetto sconosciuto utilizzando la massa nota dell’altro oggetto.
La massa inerziale è correlata alla legge del moto di Newton. Questa legge afferma che la forza è uguale alla massa moltiplicata per l’accelerazione (F=ma), ed è quindi logicamente equivalente ad affermare che la massa è la forza divisa per l’accelerazione (m=F/a). La fisica di massa definisce l’inerzia come la resistenza di un oggetto al movimento quando gli viene applicata una forza. Applicando una forza nota a un oggetto e utilizzando l’equazione di Newton, è possibile trovare la massa inerziale di un oggetto. La massa inerziale sembra essere sempre uguale alla massa gravitazionale, per quanto le nostre capacità di misurazione ci consentono di determinare.