Påverkar storleken hur en boll åker?

Oavsett om det är på marken eller i luften, bidrar en mängd olika styrkor till rörelsen av en boll. Fokusera på sfäriska bollar - som de som används i golf, baseball och basket - deras storlek och massa hjälper till att bestämma hur de reser. Förutom att påverka hastighet och bana, bidrar storleken och massan av bollar också till hur externa krafter påverkar dem. När två bollar med samma diameter är gjorda av material med olika densitet och massa, kommer bollen med större massadensitet att färdas längre ifall projiceras med samma mängd kraft eller vid samma inledande hastighet.

Vänner leker med en boll på stranden. (Bild: Medioimages / Photodisc / Photodisc / Getty Images)

Mass densitet

Fysik refererar till bollar som de som används i konkurrenssport som "styva kroppar". För styva kroppar i rörelse gäller principerna för fysikfältet "dynamiskt". Bland de faktorer som hjälper till att bestämma hur en styv kropp rör sig, spelar dess massa per längd, eller massdensitet en viktig roll både på marken och i luften. Ett föremål med hög massdensitet visar sig svårare att röra sig och också svårare att stoppa när den börjar röra sig.

Objekt i flyg

Skillnaden mellan softballs och de skott som användes i skottpositionen ger ett bra exempel på effekterna av massdensitet. Även om båda är ungefär lika stora i diameter, hittar du massan av heavy metal-skottet mycket högre än mjukbollens massa. Som sådan kräver skottläggning en större mängd styrka, eller initial kraft än att kasta en softball. På grund av skottets höga massdensitet påverkar emellertid krafter som luftfriktion och gravitationens nedåtgående drag mindre än en softball. Med andra ord kommer skottet att resa längre än softballen, eftersom dess massa gör det mindre sårbart för luftfriktion och tyngdkraft.

Objekt på marken

Medan tröghetslagen fungerar på liknande sätt på både luften och marken, kan de krafter som hjälper till att bestämma hur en boll rullar skiljer sig något mellan de två. På jämn mark påverkar inte gravitationen och luftfriktionen betydligt hur ett föremål rullar. I stället för tyngdkrafts- och luftfriktionskrafterna spelar ytfriktion en viktig roll för att bestämma hur bollar rullar. På samma sätt som bollar i flygning hindrar ytenfriktion rörelsen av bollar med låg massdensitet, såsom fotbollar, mer än vad som gör dem med hög massdensitet, såsom bowlingbollar. Med andra ord, med samma storlek i diameter, kommer bollen med större massa att rulla längre.

Initial Force och Motion

På grund av de olika effekterna av yttre krafter skulle bollar med hög massdensitet färdas längre och snabbare än de med låg massdensitet om du kan starta båda med en oändlig kraft. Även om du inte kan göra detta, kommer kasta eller rullande bollar med olika massdensiteter vid samma initiala hastighet samma effekt. Att slå en golfboll med mer kraft än en pingjongkula ger illustration. När du startar båda med samma inledande hastighet skickas golfbollen högt, medan luftfriktionen avslutar pingpongbollens flyg strax efter det att den lämnar tee.

Du kan se liknande effekter på marken. Medan det skulle kräva en större mängd kraft att rulla både vid samma initiala hastighet skulle en bowlingbolls högre massdensitet ge den större rotationsmoment än en rullade basket. Ytan skulle snart sakta ner basketen, slutligen stoppa den medan bowlingbollens höga massdensitet och rotationsstyrka fortsätter att bära den längre.