Aquesta relació entre la força, l’acceleració i la massa, deguda a Newton, constitueix el fonament de la dinàmica clàssica. Entre la força F que actua, la massa m del punt i l’acceleració a del moviment obtingut, hi ha la relació F = m a . La massa així definida és anomenada sovint massa d’inèrcia o massa inercial , mentre que la massa m d’un cos determinada a partir de l’equació P = m g , on P és el pes del cos i g l’acceleració de la gravetat, és anomenada massa gravitatòria o gravitacional . L’experiència demostra que la massa inercial i la massa gravitatòria d’un cos coincideixen, resultat d’una importància vital en la teoria de la relativitat general. En el llenguatge corrent, el terme pes és emprat en el sentit de massa; cal remarcar, però, que la massa correspon a la quantitat de matèria, mentre que el pes correspon a l’acció de la pesantor. Per a determinar la massa de la Terra, Henry Cavendish comparà la durada de les oscil·lacions del pèndol, sota l’acció de la pesantor, i la de les oscil·lacions d’una barra horitzontal, fixada en una balança de torsió i desviada de la seva posició natural d’equilibri per l’atracció de dues masses iguals conegudes. Coneixent la massa de la Terra, hom ha determinat les masses del Sol, de la Lluna, dels planetes, etc, a partir de llurs moviments. Les lleis de conservació de la massa i de conservació de l’energia han estat considerades exactes fins que les teories relativistes han conduït a admetre l’equivalència entre massa i energia. Aquesta concepció, desenvolupada per Einstein i Langevin i expressada amb la famosa equació E = mc 2 , ha pres consciència quan hom ha pogut materialitzar, al laboratori, l’energia radiant ( materialització) en transformar fotons en parelles d’electró i positró, més tard en mesons i, per fi, en una parella protó-antiprotó; inversament, ha estat possible de produir fotons en anihilar (anihilació) parelles electró-positró. Hom observa transformacions de la mateixa natura, acompanyades d’una variació de massa, en les transmutacions d’elements químics, i l’energia considerable que se'n desprèn a vegades, com en el cas de l’urani i del plutoni en la bomba atòmica o de l’hidrogen en la bomba termonuclear, va lligada amb la desaparició de matèria. Aquesta teoria explica la potència de la radiació solar, que és el resultat d’una disminució de la massa del Sol. La primera prova experimental de l’equivalència de la massa i de l’energia fou donada l’any 1932 pels anglesos Cockcroft i Walton, els quals, durant una transmutació provocada, verificaren la fórmula d’Einstein mesurant la massa desapareguda i l’energia obtinguda. Segons la teoria de la relativitat, la massa d’un cos en moviment és més grossa que la del mateix cos immòbil, segons la fórmula següent:
