Yerde veya havada olsun, çeşitli kuvvetler bir topun hareketine katkıda bulunur. Golf, beyzbol ve basketbolda kullanılanlar gibi küresel toplara odaklanmak, boyutları ve kütlesi nasıl seyahat ettiklerini belirlemeye yardımcı olur. Hız ve yörünge üzerinde bir etkiye sahip olmanın yanı sıra, topların boyutu ve kütlesi dış kuvvetlerin onları nasıl etkilediğine de katkıda bulunur. Aynı çaptaki iki top farklı yoğunluk ve kütleli malzemelerden yapıldığında, daha büyük kütle yoğunluğuna sahip top, aynı miktarda kuvvetle veya aynı başlangıç hızında yansıtıldığında daha uzağa gidecektir.
Kütle yoğunluğu
Fizik, rekabetçi sporlarda kullanılanlar gibi topları "katı cisimler" olarak ifade eder. Hareket halindeki katı cisimler için fizik alanının "dinamik" olarak adlandırılan ilkeleri geçerlidir. Katı bir cismin nasıl hareket ettiğini belirlemeye yardımcı olan faktörler arasında, birim uzunluk başına kütlesi veya kütle yoğunluğu, hem yerde hem de havada hayati bir rol oynar. Yüksek kütle yoğunluğuna sahip bir nesnenin hareket etmesi daha zor ve hareket etmeye başladıktan sonra durması daha zor olur.
Uçuştaki Nesneler
Softball'lar ve gülle atmada kullanılan atışlar arasındaki fark, kütle yoğunluğunun etkilerine harika bir örnek sağlar. Her ikisi de yaklaşık olarak eşit çapta olmasına rağmen, ağır metal kütlesinin voleybolun kütlesinden çok daha yüksek olduğunu göreceksiniz. Bu nedenle, şut atma, bir voleybol atmaktan daha fazla miktarda güç veya ilk kuvvet gerektirir. Ancak şutun yüksek kütle yoğunluğu nedeniyle, hava sürtünmesi ve yerçekiminin aşağı doğru çekilmesi gibi kuvvetler uçuşunu bir voleyboldan daha az etkiler. Başka bir deyişle, atış voleyboldan daha uzağa gidecektir, çünkü kütlesi onu hava sürtünmesine ve yer çekimine karşı daha az savunmasız hale getirir.
Yerdeki Nesneler
Atalet yasası hem havada hem de yerde benzer şekilde çalışırken, bir topun nasıl yuvarlandığını belirlemeye yardımcı olan kuvvetler ikisi arasında biraz farklıdır. Düz zeminde, yerçekimi ve hava sürtünmesi bir nesnenin nasıl yuvarlandığını önemli ölçüde etkilemez. Yerçekimi ve hava sürtünme kuvvetleri yerine, yüzey sürtünmesi bilyelerin nasıl yuvarlandığını belirlemede önemli bir rol oynar. Uçuştaki toplara benzer şekilde, yüzey sürtünmesi, futbol topları gibi düşük kütle yoğunluğuna sahip topların hareketini, bowling topları gibi yüksek kütle yoğunluğuna sahip olanlardan daha fazla engeller. Başka bir deyişle, çap açısından eşit boyut verildiğinde, daha büyük kütleye sahip top daha fazla yuvarlanır.
İlk Kuvvet ve Hareket
Dış kuvvetlerin farklı etkileri nedeniyle, yüksek kütle yoğunluğuna sahip toplar, her ikisini de sonsuz miktarda kuvvetle fırlatabilirseniz, düşük kütle yoğunluğuna sahip olanlardan daha fazla ve daha hızlı seyahat ederler. Bunu yapamasanız da, farklı kütle yoğunluklarındaki topları aynı başlangıç hızında fırlatmak veya yuvarlamak aynı etkiyi elde eder. Bir ping pong topundan daha fazla güce sahip bir golf topu vurmak illüstrasyon sağlar. Her ikisini de aynı başlangıç hızında fırlattığınızda, golf topu yükselir, hava sürtünmesi ping pong topunun uçuşu tee'den ayrıldıktan kısa bir süre sonra sona erer.
Benzer etkileri zeminde de görebilirsiniz. Her ikisini de aynı başlangıç hızında yuvarlamak için daha fazla miktarda güç gerektirse de, bir bowling topunun daha yüksek kütle yoğunluğu, haddelenmiş bir basketboldan daha fazla dönme momentumu sağlayacaktır. Yüzey yakında basketbolu yavaşlatacak ve sonunda bowling topunun yüksek kütle yoğunluğu ve dönme kuvveti daha uzun bir mesafe taşımaya devam edecek.
