Har størrelse påvirker hvordan en ball reiser?
Enten på bakken eller i luften bidrar en rekke krefter til bevegelse av en ball. Fokusering på sfæriske kuler - som de som brukes i golf, baseball og basketball - deres størrelse og masse bidrar til å bestemme hvordan de reiser. I tillegg til å ha innvirkning på fart og bane, bidrar størrelsen og massen av baller også til hvordan eksterne krefter påvirker dem. Når to baller med samme diameter er laget av materialer med forskjellig tetthet og masse, vil ballen med større massetetthet reise lenger hvis projisert med samme mengde kraft eller ved samme innledende hastighet.
Venner spiller med en ball på stranden. (Bilde: Medioimages / Photodisc / Photodisc / Getty Images)Massetetthet
Fysikk refererer til baller som de som brukes i konkurransesport som "stive legemer". For stive legemer i bevegelse gjelder prinsippene for fysikkfeltet "dynamisk". Blant de faktorene som bidrar til å bestemme hvordan en stiv kropp beveger seg, spiller dens masse per lengde eller massetetthet en viktig rolle både på bakken og i luften. Et objekt med høy massetetthet viser seg vanskeligere å bevege seg og også vanskeligere å stoppe når den begynner å bevege seg.
Objekter i fly
Forskjellen mellom softballs og skuddene som brukes i skuttposisjon gir et godt eksempel på effektene av massetetthet. Selv om begge deler er omtrent like i diameter, vil du finne massen av heavy metal shot mye høyere enn softballens. Som sådan krever skuddposisjonen større styrke, eller innledende kraft enn å kaste en softball. På grunn av skuddets høye massetetthet påvirker imidlertid styrker som luftfriksjon og nedadgående tyngdekraften sin flytur mindre enn en softball. Med andre ord vil skottet reise lenger enn softballen, fordi massen gjør den mindre sårbar for luftfriksjon og tyngdekraften.
Objekter på bakken
Selv om tregeloven fungerer på liknende måte både på luften og bakken, kan kreftene som bidrar til å bestemme hvordan en ball ruller, avvike noe mellom de to. På jevnt grunnlag, påvirker tyngdekraften og luftfriksjonen ikke vesentlig inn i hvordan en gjenstand ruller. I stedet for tyngdekraften og luftfriksjonen spiller overflatefriksjon en viktig rolle for å bestemme hvordan kuler ruller. På samme måte som baller i flyturen, hindrer overflatefriksjon bevegelsen av baller med lav massetetthet, for eksempel fotballkuler, mer enn det som gjør dem med høy massetetthet, som bowlingballer. Med andre ord, gitt samme størrelse i forhold til diameter, vil ballen med større masse rulle lenger.
Initial Force and Motion
På grunn av de ulike effektene av ytre krefter, ville baller med høy massetetthet bevege seg lengre og raskere enn de med lav massetetthet hvis du kunne starte med en uendelig mengde kraft. Selv om du ikke kan gjøre dette, får kaster eller rullende baller med forskjellige massettheter ved samme innledende hastighet samme effekt. Å treffe en golfball med mer kraft enn en pingpongball gir illustrasjon. Når du starter med samme starthastighet, sendes golfbollen høyt, mens luftfriksjonen avsluttes med pingpongballens fly kort etter at den forlater tee.
Du kan se lignende effekter på bakken. Mens det ville kreve større kraft for å rulle begge med samme innledende hastighet, ville en bowlingballs høyere massetetthet gi det større rotasjonsmoment enn en rullet basketball. Overflaten vil snart senke basketballen ned, til slutt stoppe den, mens den høye massetettheten og rotasjonsstyrken til bowlingkulen vil fortsette å bære den for en lengre avstand.
