La proportionnalité de la masse et du poids dans la dynamique newtonienne/The proportionality of mass and weight in Newton's dynamics - article ; n°3 ; vol.47, pg 435-474

Christiane Vilain

Description

Revue d'histoire des sciences - Année 1994 - Volume 47 - Numéro 3 - Pages 435-474
RÉSUMÉ. — Cet article présente une enquête sur la notion de masse dans l'œuvre de Newton. Celui-ci est en effet le premier à définir et à utiliser véritablement ce concept dans un système dynamique. Une première incursion dans les Principia fournit l'occasion d'analyser les rapports entre masse et poids, le caractère inertiel de la masse et l'importance de la seconde loi dans la détermination de la masse. En revanche, la lecture d'autres parties de l'œuvre, aussi bien d'écrits antérieurs que postérieurs, conduit à mettre en évidence les liens qui pouvaient exister, pour Newton, entre cette notion de masse et la structure profonde de la matière. Cette enquête montre que les Principia sont écrits dans un esprit qui n'est pas représentatif de l'ensemble de l'œuvre de Newton. On ne peut donc dégager de ces considérations une évolution logique ou chronologique, mais plutôt la trace d'une interrogation permanente, jamais achevée, à laquelle Newton ne répond que partiellement au moment de l'écriture des Principia.
SUMMARY. — The aim of this paper is to assess the concept of mass in Newton work. He was in fact the first to define and to truly use this concept in dynamics. The Principia provide the opportunity to analyse the relation between mass and weight, the characterization of mass by inertia and the importance of the second law in determining mass. However, a study of other parts of his work, both earlier and later writings, brings out the connexion that must have existed for Newton between the concept of mass and the underlying structure of matter. Our inquiry shows that the Principia are not consonant, in this respect, with Newton 's other works. Although it is not possible to speak of a chronological or a logical evolution, there is evidence of a question lurking at the back of Newton's mind, which only received a partial answer in the Principia.
40 pages
Source : Persée ; Ministère de la jeunesse, de l’éducation nationale et de la recherche, Direction de l’enseignement supérieur, Sous-direction des bibliothèques et de la documentation.

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• Sciences et techniques

Informations

• Publié par: REVUE_D-HISTOIRE_DES_SCIENCES
• Publié le: 01 janvier 1994
• Nombre de lectures: 33
• Langue: Français
• Poids de l'ouvrage: 2 Mo

Extrait

MME CHRISTIANE VILAIN
La proportionnalité de la masse et du poids dans la dynamique
newtonienne/The proportionality of mass and weight in Newton's
dynamics
In: Revue d'histoire des sciences. 1994, Tome 47 n°3-4. pp. 435-474.
Résumé
RÉSUMÉ. — Cet article présente une enquête sur la notion de masse dans l'œuvre de Newton. Celui-ci est en effet le premier à
définir et à utiliser véritablement ce concept dans un système dynamique. Une première incursion dans les Principia fournit
l'occasion d'analyser les rapports entre masse et poids, le caractère inertiel de la masse et l'importance de la seconde loi dans la
détermination de la masse. En revanche, la lecture d'autres parties de l'œuvre, aussi bien d'écrits antérieurs que postérieurs,
conduit à mettre en évidence les liens qui pouvaient exister, pour Newton, entre cette notion de masse et la structure profonde de
la matière. Cette enquête montre que les Principia sont écrits dans un esprit qui n'est pas représentatif de l'ensemble de l'œuvre
de Newton. On ne peut donc dégager de ces considérations une évolution logique ou chronologique, mais plutôt la trace d'une
interrogation permanente, jamais achevée, à laquelle Newton ne répond que partiellement au moment de l'écriture des Principia.
Abstract
SUMMARY. — The aim of this paper is to assess the concept of mass in Newton work. He was in fact the first to define and to
truly use this concept in dynamics. The Principia provide the opportunity to analyse the relation between mass and weight, the
characterization of mass by inertia and the importance of the second law in determining mass. However, a study of other parts of
his work, both earlier and later writings, brings out the connexion that must have existed for Newton between the concept of mass
and the underlying structure of matter. Our inquiry shows that the Principia are not consonant, in this respect, with Newton 's
other works. Although it is not possible to speak of a chronological or a logical evolution, there is evidence of a question lurking at
the back of Newton's mind, which only received a partial answer in the Principia.
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VILAIN CHRISTIANE. La proportionnalité de la masse et du poids dans la dynamique newtonienne/The proportionality of mass
and weight in Newton's dynamics. In: Revue d'histoire des sciences. 1994, Tome 47 n°3-4. pp. 435-474.
doi : 10.3406/rhs.1994.1213
http://www.persee.fr/web/revues/home/prescript/article/rhs_0151-4105_1994_num_47_3_1213La proportionnalité
de la masse et du poids
dans la dynamique newtonienne
Christiane Vilain (*)
RÉSUMÉ. — Cet article présente une enquête sur la notion de masse dans
l'œuvre de Newton. Celui-ci est en effet le premier à définir et à utiliser vérit
ablement ce concept dans un système dynamique. Une première incursion dans
les Principia fournit l'occasion d'analyser les rapports entre masse et poids, le
caractère inertiel de la masse et l'importance de la seconde loi dans la déterminat
ion de la masse.
En revanche, la lecture d'autres parties de l'œuvre, aussi bien d'écrits anté
rieurs que postérieurs, conduit à mettre en évidence les liens qui pouvaient exister,
pour Newton, entre cette notion de masse et la structure profonde de la matière.
Cette enquête montre que les Principia sont écrits dans un esprit qui n'est
pas représentatif de l'ensemble de l'œuvre de Newton. On ne peut donc dégager
de ces considérations une évolution logique ou chronologique, mais plutôt la
trace d'une interrogation permanente, jamais achevée, à laquelle Newton ne répond
que partiellement au moment de l'écriture des Principia.
MOTS-CLÉS. — Newton; masse; poids; mécanique.
SUMMAR Y. — The aim of this paper is to assess the concept of mass in
Newton work. He was in fact the first to define and to truly use this concept
in dynamics. The Principia provide the opportunity to analyse the relation between
mass and weight, the characterization of mass by inertia and the importance
of the second law in determining mass.
However, a study of other parts of his work, both earlier and later writings,
brings out the connexion that must have existed for Newton between the concept
of mass and the underlying structure of matter.
Our inquiry shows that the Principia are not consonant, in this respect, with
Newton 's other works. Although it is not possible to speak of a chronological
or a logical evolution, there is evidence of a question lurking at the back of
Newton's mind, which only received a partial answer in the Principia.
KEYWORDS. — Newton; mass; weight; mechanics.
(*) Christiane Vilain, Observatoire de Paris-Meudon, Département d'astrophysique rela
tivisté et de cosmologie, 5, place Jules- Janssen, 92195 Meudon Cedex.
Rev. Hist. Set., 1995, XLVIII/3-4, 435-473 436 Christiane Vilain
Newton donne la définition de la masse en ouverture des Prin-
cipia (1) :
« La quantité de matière se mesure par la densité et le volume pris
ensemble.
«[...] Je désigne la quantité de matière par les mots de corps ou
de masse. Cette quantité se connoît par le poids des corps : car j'ai trouvé
par des expériences très exactes sur les pendules que les poids des corps
sont proportionnels à leurs masses; je rapporterai ces expériences par
la suite (2). »
Elle intervient donc comme point de départ d'une axiomatique qui
se voudrait deductive, mais, pour appuyer sa première définition,
Newton nous renvoie immédiatement vers la fin de l'œuvre, au
livre III, c'est-à-dire aux phénomènes. Cette partie du livre III, la
proposition VI, s'appuie elle-même sur la proposition XXIV du
livre II qui nous enseigne que l'on peut mesurer la masse par le
poids.
Nous nous proposons donc d'étudier ici les rapports entre masse
et poids dans les Principia de Newton, et en particulier cette pro
position XXIV du livre II, en tant qu'elle interprète l'expérience
des pendules décrite dans la proposition VI. Ceci nous conduira
naturellement à envisager à nouveau la détermination effective de
la masse comme inertie du corps, et du poids comme force, à
travers la démonstration donnée par Newton lui-même.
Le terme de « détermination » nous permet de nous situer ici
entre définition et mesure car la démarche newtonienne de la pro
position XXIV consiste à mesurer la masse du corps à travers son
(1) Isaac Newton, Philosophiae naturalis Principia mathematica (Londres : Joseph Streater,
for Royal Society, 1687); fac-similé (Londres : by Henderson and Spalding, for William
Dawson, 1953). (Cet ouvrage sera désigné ultérieurement par l'abréviation Principia.) Les
éditions latines suivantes sont celles dirigées par Roger Cotes en 1713 et Henri Pemberton
en 1726.
Les traductions françaises données dans l'article sont celles de la marquise du Châtelet,
Principes mathématiques de Philosophie naturelle (Paris, 1756-1759); fac-similé (Paris :
Albert Blanchard, 1966). (Cette traduction sera désignée ultérieurement par l'abréviation
Principes.) La traduction de la marquise du Châtelet a été effectuée à partir de la troisième
édition latine, celle de Pemberton, mais les textes auxquels nous nous sommes référés n'ont
pas été modifiés d'une édition à l'autre, sauf à de rares exceptions signalées dans les notes.
(2) « Quantitas Materiae est mensura ejusdem orta ex illius Densitate et Magnitudine
conjuctim.
« [...] Hanč autem quantitatem sub nomine corporis vel Massae in sequent ibus passim
intellego. Innotescit ea per corporis cujusque pondus. Nam ponderi proportionalem esse
reperi per expérimenta pendulorum accuratissime instituta, uti posthac docebitur. » (Prin
cipia, 1, 2.) Masse et poids chez Newton АЪ1
inertie, ce qui pourrait en constituer une définition implicite une
fois posée la seconde loi. La force est, de la même façon, mesurée
à la balance, c'est-à-dire par le poids, sans que cette identification
soit explicitée au départ de l'œuvre. Ces déterminations nous con
duiront donc à relire autrement la première définition, qui devient
cette fois elle-même une mesure (le mot de mesure se trouvant
d'ailleurs dans le texte), si masses et densités peuvent être détermi
nées indépendamment les unes des autres.
La proposition VI du livre III décrit une expérience qui vérifie
la constance de la période d'oscillation de pendules de même lon
gueur réalisés avec des cor