thumb|250px|Patrón de un kilogramo, obsoleto desde 2019 thumb|El kilogramo es una de las siete unidades de base SI y uno de los tres que se define ad hoc (es decir, sin referencia a otra unidad base). En física, la masa (del latín massa; símbolo: m) es una magnitud física y propiedad general de la materia que expresa la inercia o resistencia al cambio de movimiento de un cuerpo. De manera más precisa es la propiedad de un cuerpo que determina su aceleración, cuando éste se encuentra bajo la influencia de una fuerza dada. Es una propiedad intrínseca de los cuerpos que determina la medida de la masa inercial y de la masa gravitacional. La unidad utilizada para medir la masa en el Sistema Internacional de Unidades es el kilogramo (kg).
No debe confundirse con el peso, que es una magnitud vectorial que representa una fuerza y cuya unidad en el Sistema Internacional de Unidades es el newton (N).
El peso de un cuerpo en reposo, resultado de la fuerza de gravedad ejercida sobre él, permite determinar su masa siempre que se conozca el valor de la aceleración gravitatoria local.
Tampoco debe confundirse la masa con la cantidad de sustancia, cuya unidad en el Sistema Internacional de Unidades es el mol.
Historia Si bien el concepto de masa de un objeto y el peso son nociones precientíficas, es a partir de las reflexiones de Galileo, René Descartes y muy especialmente a partir de Isaac Newton cuando surge la noción moderna de masa. Así, el concepto de masa nace de la confluencia de dos leyes: la ley de gravitación universal de Newton y la segunda ley de Newton (o 2.º principio). Según la ley de la gravitación universal, la atracción entre dos cuerpos es proporcional al producto de dos constantes, denominadas masa gravitacional —una de cada uno de ellos—, siendo así la masa gravitatoria una propiedad de la materia en virtud de la cual dos cuerpos se atraen; por la 2.ª ley de Newton, la fuerza aplicada sobre un cuerpo es directamente proporcional a la aceleración que experimenta, denominándose a la constante de proporcionalidad: masa inercial de un cuerpo.
Para Einstein la gravedad es una consecuencia de la geometría del espacio-tiempo: una curvatura de la geometría del espacio-tiempo por efecto de la masa de los cuerpos.Michio Kaku. El Universo de Einstein, p. 76.
Ni para Newton ni para otros físicos anteriores a Einstein, era obvio que la masa inercial y la masa gravitatoria coincidieran. Loránd Eötvös llevó a cabo experimentos muy cuidadosos para detectar si existía diferencia entre ambos, pero ambas parecían coincidir con alta precisión y posiblemente serían iguales. De hecho, todos los experimentos muestran resultados compatibles con la igualdad de ambas. Para la física clásica prerrelativista esta identidad era accidental. Ya Newton, para quien peso e inercia eran propiedades independientes de la materia, propuso que ambas cualidades son proporcionales a la cantidad de materia, a la cual denominó «masa». Sin embargo, para Einstein, la coincidencia de masa inercial y masa gravitacional fue un dato crucial y uno de los puntos de partida para su teoría de la relatividad y, por tanto, para poder comprender mejor el comportamiento de la naturaleza. Según Einstein, esa identidad significa que: «la misma cualidad de un cuerpo se manifiesta, de acuerdo con las circunstancias, como inercia o como el peso».
Esto llevó a Einstein a enunciar el principio de equivalencia: «las leyes de la naturaleza deben expresarse de modo que sea imposible distinguir entre un campo gravitatorio uniforme y un sistema referencial acelerado.» Así pues, «masa inercial» y «masa gravitatoria» son indistinguibles y, consecuentemente, cabe un único concepto de «masa» como sinónimo de «cantidad de materia», según formuló Newton. Tradicionalmente, se pensó que la masa medía la cantidad de materia. En palabras de : «la masa es la expresión de la cantidad de materia de un cuerpo, revelada por su peso, o por la cantidad de fuerza necesaria para producir en un cuerpo cierta cantidad de movimiento en un tiempo dado». Sin embargo, esta interpretación ha sido parcialmente falseada, por el conocimiento moderno. Se sabe que la masa de las partículas subatómicas, no depende de la cantidad de algo específico en ese tipo de materia, sino de su interacción con el bosón de Higgs, o bien de la energía de ligadura de los cuarks que constituyen la mayor parte de la materia másica,Sz. Borsanyi et al. (2014): Ab initio calculation of the neutron-proton mass difference. no tanto de algo que se pueda denominar "cantidad de materia".
En la física clásica, la masa es una constante de un cuerpo. En física relativista, la masa aparente es función creciente de la velocidad que el cuerpo posee respecto al observador (de hecho, en relatividad se abona la idea fundamental de definir la masa «verdadera» como el valor de la fuerza entre la aceleración experimentada, ya que este cociente depende de la velocidad). Además, la física relativista demostró la relación de la masa con la energía, quedando probada en las reacciones nucleares; por ejemplo, en la explosión de una bomba atómica queda que la masa no se conserva estrictamente, como sucedía con la masa mecánica de la física prerrelativista.
Fenómenos Existen varios fenómenos distintos que pueden utilizarse para medir la masa. Aunque algunos teóricos han especulado con la posibilidad de que algunos de estos fenómenos sean independientes entre sí, los experimentos actuales no han encontrado diferencias en los resultados independientemente de cómo se mida: Masa inercial mide la resistencia de un objeto a ser acelerado por una fuerza (representada por la relación ). La «masa gravitatoria activa» determina la fuerza del campo gravitatorio generado por un objeto. La «masa gravitatoria pasiva» mide la fuerza gravitatoria ejercida sobre un objeto en un campo gravitatorio conocido.
La masa de un objeto determina su aceleración en presencia de una fuerza aplicada. La inercia y la masa inercial describen esta propiedad de los cuerpos físicos a nivel cualitativo y cuantitativo respectivamente. Según la segunda ley del movimiento de Newton, si un cuerpo de masa fija m está sometido a una sola fuerza F, su aceleración a viene dada por F'/m. La masa de un cuerpo también determina el grado en que genera y es afectado por un campo gravitatorio. Si un primer cuerpo de masa mA se coloca a una distancia r (centro de masa a centro de masa) de un segundo cuerpo de masa mB, cada cuerpo está sujeto a una fuerza de atracción Fg = GmAmB/r2, donde G = 6.67×10−11N⋅kg−2⋅m² es la constante de gravitación universal. A veces se la denomina masa gravitatoria.Cuando es necesaria una distinción, se pueden distinguir las masas gravitatorias activa y pasiva. Repetidos experimentos desde el han demostrado que la masa inercial y la gravitatoria son idénticas; desde 1915, esta observación ha sido incorporada a priori en el principio de equivalencia de la relatividad general.
Unidades de masa thumb|El kilogramo es una de las siete unidades base del Sistema Internacional de Unidades (SI) La unidad de masa del Sistema Internacional de Unidades (SI) es el kilogramo (kg). El kilogramo tiene 1000 gramos (g), y se definió por primera vez en 1795 como la masa de un decímetro cúbico de agua en el punto de fusión del hielo. Sin embargo, debido a la dificultad de medir con precisión un decímetro cúbico de agua a la temperatura y presión especificadas, en 1889 se redefinió el kilogramo como la masa de un objeto metálico, y así se independizó del metro y de las propiedades del agua, siendo éste un prototipo de cobre del grave en 1793, el Kilogramme des Archives de platino en 1799, y el prototipo internacional del kilogramo de platino-iridio (IPK) en 1889.
Sin embargo, se ha comprobado que la masa del IPK y sus copias nacionales se desvían con el tiempo. La redefinición del kilogramo y de varias otras unidades entró en vigencia el 20 de mayo de 2019 tras la votación final de la CGPM en noviembre de 2018. La nueva definición utiliza únicamente cantidades invariantes de la naturaleza: la velocidad de la luz, la «frecuencia hiperfina del cesio», la constante de Planck y la carga elemental.
Entre las unidades no SI aceptadas para su uso con las unidades SI se encuentran: la tonelada (t) o «tonelada métrica», que equivale a 1000 kg el electronvoltio (eV), una unidad de energía, utilizada para expresar la masa en unidades de eV/c² mediante la equivalencia entre masa y energía el dalton (Da), equivalente a 1/12 de la masa de un átomo libre de carbono-12, aproximadamente kg.El dalton es conveniente para expresar las masas de los átomos y las moléculas.
Fuera del sistema SI, otras unidades de masa incluyen: el slug (sl), una «unidad imperial» de masa (unos 14.6 kg) la libra (lb), una unidad de masa (alrededor de 0.45 kg), que se utiliza junto a la igualmente denominada libra-fuerza (alrededor de 4.5 N), una unidad de fuerzaSe utilizan principalmente en los Estados Unidos, excepto en contextos científicos, donde se suelen utilizar las unidades del SI. la masa de Planck (aproximadamente kg), una cantidad derivada de las constantes fundamentales la masa solar, definida como la masa del Sol, utilizada principalmente en astronomía para comparar grandes masas como estrellas o galaxias (≈ kg) la masa de una partícula, identificada con su longitud de onda Compton inversa ( la masa de una estrella o agujero negro, identificada con su radio de Schwarzschild ().
Definiciones En las ciencias físicas, uno puede distinguir conceptualmente entre al menos siete aspectos diferentes de masa, o siete nociones físicas que involucran el concepto de masa.W. Rindler (2006). Relatividad: especial, general y cosmológica. Prensa de la Universidad de Oxford; pp. 16-18. ISBN 978-0-19-856731-8. Cada experimento hasta la fecha ha demostrado que estos siete valores son proporcionales, y en algunos casos iguales, y esta proporcionalidad da lugar al concepto abstracto de masa. Hay varias formas de medir o definir operativamente la masa: La masa inercial es una medida de la resistencia de un objeto a la aceleración cuando se aplica una fuerza. Se determina aplicando una fuerza a un objeto y midiendo la aceleración que resulta de esa fuerza. Un objeto con una masa inercial pequeña acelerará más que un objeto con una masa inercial grande cuando actúa sobre él la misma fuerza. Se dice que el cuerpo de mayor masa tiene mayor inercia.