На землі чи в повітрі, різні сили сприяють руху кулі. Зосередження уваги на сферичних м'ячах - таких, які використовуються в гольфі, бейсболі та баскетболі - їх розміри та маса допомагають визначити, як вони подорожують. Крім впливу на швидкість і траєкторію, розмір і маса кульок також сприяють тому, як зовнішні сили впливають на них. Коли два кулі одного діаметру виготовлені з матеріалів різної щільності та маси, куля з більшою щільністю маси буде рухатися далі, якщо проектувати з однаковою силою або з однаковою початковою швидкістю.
Масова щільність
Фізика відноситься до м'ячів, таких як ті, які використовуються в змагальних видах спорту, як "жорсткі тіла". Для жорстких тіл у русі застосовуються принципи фізичного поля, що називається "динамічним". Серед факторів, які допомагають визначити, як рухається жорстке тіло, його маса на одиницю довжини чи щільність маси відіграє життєво важливу роль як на землі, так і в повітрі. Об'єкт з високою щільністю маси виявляється складніше рухатись, а також важче зупинятися, коли він починає рухатись.
Об'єкти в польоті
Різниця між софтболами та пострілами, які використовуються при нанесенні пострілів, є чудовим прикладом ефектів масової щільності. Хоча обидва мають приблизно однаковий діаметр, маса вистріленого важкого металу виявиться набагато більшою, ніж у софтболу. Таким чином, для пострілу потрібна більша сила чи початкова сила, ніж кидання софтболу. Однак завдяки високій щільності маси пострілу такі сили, як тертя повітря та тяжкість вниз, впливають на його політ менше, ніж на софтбол. Іншими словами, постріл буде рухатися далі, ніж софтбол, оскільки його маса робить його менш вразливим до тертя повітря і сили тяжіння.
Об'єкти на землі
Хоча закон інерції працює аналогічно як на повітрі, так і на землі, сили, які допомагають визначити, як котик кульки трохи відрізняється між ними. На рівні землі, сила тяжіння та повітряне тертя суттєво не враховують, як об'єкт котиться. Замість сил гравітації та тертя повітря поверхневе тертя відіграє головну роль у визначенні того, як котяться кульки. Подібно до м'ячів у польоті, поверхневе тертя перешкоджає переміщенню м’ячів із низькою масовою щільністю, наприклад футбольних м'ячів, більше, ніж у м'ячів з високою щільністю, наприклад, кульок для боулінгу. Іншими словами, з огляду на однаковий розмір за діаметром, куля з більшою масою буде котитися далі.
Початкові сили та рух
Завдяки різному впливу зовнішніх сил, кулі з високою щільністю маси подорожуватимуть далі і швидше, ніж ті, що мають низьку щільність маси, якби ви могли запускати обидва з нескінченною силою. Хоча ви не можете цього зробити, метання або кочення кульок різної щільності маси з однаковою початковою швидкістю отримує той же ефект. Удар м'яча для гольфу з більшою потужністю, ніж м'яч для пінг-понгу, є ілюстрацією. Коли ви запускаєте обидва з однаковою початковою швидкістю, м'яч для гольфу надсилається швидко, тоді як тертя повітря закінчує політ м'яча для пінг-понгу незабаром після того, як він покине трійник.
Ви можете бачити подібні ефекти на землі. Хоча для катання потрібно більше сили, щоб обидва з однаковою початковою швидкістю, більша масова щільність кулі для боулінгу дала б йому більший обертальний імпульс, ніж баскетбольний накат. Поверхня скоро сповільнить баскетбол, зрештою зупинивши його, тоді як висока щільність маси та обертальна сила кулі для боулінгу продовжуватимуть його переносити на більшу відстань.
