,
Z pojęciem masy zetknęliśmy się dwukrotnie: pierwszy raz przy formułowaniu drugiej zasady dynamiki, drugi raz przy opisie sił grawitacji. W pierwszym przypadku masę traktowaliśmy jako miarę bezwładności ciała, w drugim jako miarę jego zdolności do wzajemnego przyciągania się z innym ciałem obdarzonym masą. Powstaje więc naturalne pytanie - czy oba pojęcia masy są równoważne?
Wiemy ze szkoły, że ciała naładowane ładunkami o znakach przeciwnych przyciągają się, zaś kiedy ładunki ich są tego samego znaku - odpychają się. Siła przyciągania lub odpychania zależy od ich ładunku, a nie ich masy. Z drugiej strony - ładunek ten gromadzi się w ciałach materialnych, którym przypisana jest określona masa. Może więc ciała materialne posiadają także "ładunek grawitacyjny", który jest powodem ich oddziaływania grawitacyjnego podobnie jak w przypadku oddziaływania elektrostatycznego lub magnetycznego?
Porównajmy oba pojęcia masy. Zgodnie z prawem grawitacji, na ciała znajdujące się w pobliżu powierzchni Ziemi działa siła, której wartość wynosi
|
|
(8.16) |
gdzie 
jest
promieniem Ziemi a 
i 
nazwiemy masami
grawitacyjnymi odpowiednio Ziemi i ciała. Jeśli jednak ciało poddane jest
działaniu siły (w tym przypadku siły grawitacji), to zgodnie z drugą zasadą
dynamiki doznaje ono przyspieszenia, którego wartość wynosi
|
|
(8.17) |
Występującą w tym wzorze masę 
nazwiemy masą bezwładną ciała. Zauważmy, że masy 
i 
, to wielkości,
które charakteryzują różne własności ciała: jego podatność na przyciąganie
ziemskie i miarę jego bezwładności. Podstawiając do wzoru (8.17) wyrażenie
na siłę ze wzoru (8.16) otrzymujemy
|
|
(8.18) |
Z doświadczeń wiemy, że przyspieszenie 
jest dla wszystkich ciał spadających w danym miejscu na kuli ziemskiej takie
samo. Wynika z tego, że i stosunek masy grawitacyjnej do masy bezwładnej jest
wartością stałą. Sama wartość tego stosunku nie jest istotna, bowiem można
tak określić stałą grawitacji, by wartość ta była równa jedności.
Przyjmujemy więc, że
|
|
(8.19) |
Z równoważności masy bezwładnej i grawitacyjnej wynika, że siły bezwładności i siły grawitacyjne działają na ciała w ten sam sposób i będąc pod działaniem którejś z tych sił nie możemy bez dodatkowego źródła informacji wiedzieć, czy jesteśmy pod działaniem sił grawitacji, czy sił bezwładności. Będąc na Ziemi mamy zawsze świadomość działania na nas siły grawitacji. Gdyby jednak kosmonauta znajdował się w rakiecie poruszającej się ruchem przyspieszonym w przestrzeni pozbawionej sił grawitacji, to z samej tylko obserwacji działających na niego sił nie mógłby stwierdzić czy są one skutkiem ruchu z niezerowym przyspieszeniem czy też wynikają z obecności w polu grawitacyjnym.
Stwierdzenie to formułuje się w postaci tzw. zasady równoważności według której,
zjawisk wywołanych działaniem sił grawitacji nie można w skali lokalnej odróżnić od zjawisk wywołanych działaniem sił bezwładności
Uogólnieniem tego stwierdzenia jest sformułowana przez Einsteina zasada względności mówiąca o równouprawnieniu, wszystkich układów odniesienia. Oznacza ona konieczność sformułowania praw fizyki w takiej postaci, by odnosiły się jednakowo do układów inercjalnych i nieinercjalnych. W dalszej konsekwencji zasada ta prowadzi do ogólnej teorii względności Einsteina
.
.