지상에서든 공중에서든 다양한 힘이 공의 움직임에 기여합니다. 골프, 야구, 농구에 사용되는 것과 같은 구형 공에 초점을 맞추면 크기와 질량이 이동 방법을 결정하는 데 도움이됩니다. 속도와 궤도에 영향을주는 것 외에도 볼의 크기와 질량은 외부 힘이 볼에 미치는 영향에 영향을줍니다. 동일한 직경을 가진 두 개의 볼이 밀도와 질량이 다른 재질로 만들어 질 때 같은 질량의 힘으로 투사하거나 동일한 초기 속도로 더 큰 질량 밀도를 가진 볼은 더 멀리 이동합니다.
질량 밀도
물리학은 경쟁 스포츠에서 사용되는 것과 같은 공을 "강체"라고합니다. 동작하는 강체의 경우 "동적"이라는 물리학 분야의 원칙이 적용됩니다. 강체의 이동 방식, 단위 길이 당 질량 또는 질량 밀도를 결정하는 데 도움이되는 요인 중 하나는 지상과 공중 모두에서 중요한 역할을합니다. 질량 밀도가 높은 물체는 움직이기 어렵고 움직이기 시작하면 멈추기가 더 어렵습니다.
비행중인 물체
소프트볼과 샷 퍼팅에 사용 된 샷의 차이는 질량 밀도의 영향을 보여주는 훌륭한 예입니다. 둘 다 지름이 거의 같지만 중금속 샷의 질량은 소프트볼의 질량보다 훨씬 높습니다. 따라서, 샷 퍼팅은 소프트볼을 던지는 것보다 더 많은 양의 힘 또는 초기 힘이 필요합니다. 그러나 탄환의 질량 밀도가 높기 때문에 공기 마찰 및 중력 하강과 같은 힘이 소프트볼보다 비행에 영향을 미칩니다. 다시 말해, 샷은 소프트볼보다 더 멀리 이동합니다. 질량이 공기 마찰과 중력에 덜 취약하기 때문입니다.
지상의 물체
관성 법은 공중과 땅에서 비슷한 방식으로 작동하지만 공 구르는 방법을 결정하는 데 도움이되는 힘은 둘 사이에서 약간 다릅니다. 평지에서 중력과 공기 마찰은 물체가 어떻게 굴리는 지에 크게 영향을 미치지 않습니다. 중력과 공기 마찰력 대신에 표면 마찰이 볼의 굴림 방식을 결정하는 데 중요한 역할을합니다. 비행 중 공과 유사하게, 표면 마찰은 볼링 공과 같이 질량 밀도가 높은 공보다 축구 공과 같은 저밀도 공의 움직임을 방해합니다. 즉, 직경면에서 크기가 같으면 질량이 큰 볼이 더 멀리 굴러갑니다.
초기 힘과 운동
외력의 영향이 다르기 때문에 무한한 힘으로 둘 다 발사 할 수 있다면 질량 밀도가 높은 볼이 질량 밀도가 낮은 볼보다 먼 거리보다 빠르게 이동합니다. 이 작업을 수행 할 수는 없지만 동일한 초기 속도로 다른 질량 밀도의 공을 던지거나 구르는 경우 동일한 효과가 나타납니다. 탁구 공보다 더 많은 힘으로 골프 공을 치는 것은 그림을 제공합니다. 동일한 초기 속도로 둘 다 발사하면 골프 공이 급등하는 반면 공기 마찰은 탁구 공이 티를 떠난 직후 비행을 종료합니다.
지상에서도 비슷한 효과를 볼 수 있습니다. 동일한 초기 속도로 롤링하려면 더 많은 양의 힘이 필요하지만 볼링 공의 질량 밀도가 높으면 롤링 농구보다 회전 운동량이 더 커집니다. 표면은 곧 농구를 늦추 게되고 결국 볼을 멈추게되며 볼링 공의 높은 질량 밀도와 회전력은 계속해서 더 먼 거리를 유지하게됩니다.
