La massa è una grandezza fisica molto «delicata», in quanto è semplice acquisirne un’idea intuitiva ma non è immediato formalizzarla in modo rigoroso.

Qui viene introdotta con la sua corretta unità di misura, ma la sua trattazione non si esaurirà in questo paragrafo: ci sarà modo di tornare sul concetto di massa nel corso dello studio.

Intuitivamente si può pensare alla massa di un corpo come alla «quantità di materia» in esso presente, tuttavia non è questa la sua corretta definizione, che si basa piuttosto su un comportamento tipico della materia. Il fisico inglese Isaac Newton la collegò per primo, nel XVII secolo, alla tendenza di un corpo a restare fermo quando si cerca di metterlo in movimento. Tale proprietà è detta, come vedremo, inerzia, e il nome corretto della massa così definita è massa inerziale (figura 15).

I corpi materiali hanno, inoltre, la caratteristica di attirarsi a vicenda secondo la legge della gravitazione universale, e la forza di attrazione dipende da una grandezza chiamata massa gravitazionale (figura 16).

Abbiamo dunque due tipi di massa ben distinti, ma per entrambi usiamo la stessa unità di misura, il kilogrammo, in quanto tra essi c’è un legame matematico: sono infatti direttamente proporzionali, per cui la misura dell’una implica automaticamente la misura dell’altra.

L’unità di misura della massa è il kilogrammo, definito come la massa inerziale di un campione cilindrico conservato a Sèvres.

Il kilogrammo è l’unica unità di misura che ancora oggi fa riferimento a un campione materiale. Per superare questo limite dal 1999 la comunità scientifica, invitata dalla 21^a Conferenza generale dei pesi e delle misure, ha avviato le ricerche per legare anche il kilogrammo a una proprietà della materia a livello atomico o a una costante fondamentale.

Il kilogrammo contiene il prefisso «kilo», che indica una moltiplicazione per 1000, anche se è un’unità fondamentale e non può pertanto essere usato per definire multipli e sottomultipli. Questi sono tutti riferiti al grammo con il solito utilizzo di prefissi e suffissi. Fa eccezione la tonnellata, che corrisponde a 1000 Kg (il nome, secondo la convenzione, sarebbe Megagrammo).

Nel linguaggio comune tendiamo a confondere la massa con il peso e a usare per quest’ultimo il kilogrammo come unità di misura. In realtà le due grandezze sono ben distinte e profondamente diverse: la massa è una caratteristica intrinseca della materia di cui è fatto un oggetto, mentre il peso è la forza con cui tale oggetto è attratto dal pianeta sul quale si trova. Nello spazio, lontano da grossi corpi come stelle, pianeti o satelliti, gli oggetti non hanno peso anche se hanno comunque una massa.

La massa si misura per confronto diretto con la bilancia a bracci uguali: quando su ciascun piatto ci sono oggetti di uguale massa il giogo è in equilibrio in posizione orizzontale. Il valore di una massa è dato dal numero di masse campione che bisogna mettere sull’altro piatto di una bilancia a bracci uguali affinché sia verificata questa situazione di equilibrio.