Seja no chão ou no ar, uma variedade de forças contribui para o movimento de uma bola. Concentrando-se em bolas esféricas - como as usadas no golfe, beisebol e basquete - seu tamanho e massa ajudam a determinar como eles viajam. Além de afetar a velocidade e a trajetória, o tamanho e a massa das bolas também contribuem para o modo como as forças externas as afetam. Quando duas bolas do mesmo diâmetro são feitas de materiais de densidade e massa diferentes, a bola com maior densidade de massa viajará mais longe se projetada com a mesma quantidade de força ou na mesma velocidade inicial.
Densidade de massa
Física refere-se a bolas como as usadas em esportes competitivos como "corpos rígidos". Para corpos rígidos em movimento, aplicam-se os princípios do campo da física chamado "dinâmico". Entre os fatores que ajudam a determinar como um corpo rígido se move, sua massa por unidade de comprimento ou densidade de massa desempenha um papel vital, tanto no solo quanto no ar. Um objeto com alta densidade de massa se mostra mais difícil de se mover e também mais difícil de parar quando começa a se mover.
Objetos em vôo
A diferença entre as bolas de softball e as tacadas usadas na arremesso de peso fornece um ótimo exemplo dos efeitos da densidade de massa. Embora ambos tenham diâmetro aproximadamente igual, você encontrará a massa do metal pesado muito mais alta que a do softball. Como tal, arremesso de peso requer uma quantidade maior de força, ou força inicial, do que jogar uma bola de softball. Devido à alta densidade de massa do tiro, no entanto, forças como a fricção do ar e a força descendente da gravidade afetam seu voo menos do que o de um softball. Em outras palavras, o tiro vai viajar além do softbol, porque sua massa o torna menos vulnerável ao atrito e à gravidade do ar.
Objetos no chão
Enquanto a lei da inércia trabalha de maneira semelhante no ar e no solo, as forças que ajudam a determinar como a bola rola diferem ligeiramente entre as duas. Em terreno plano, a gravidade e a fricção do ar não influenciam significativamente a forma como um objeto rola. No lugar das forças de gravidade e atrito do ar, o atrito da superfície desempenha um papel importante na determinação de como as bolas rolam. Semelhante às bolas em vôo, o atrito da superfície impede o movimento de bolas com baixa densidade de massa, como bolas de futebol, mais do que aquelas com alta densidade de massa, como bolas de boliche. Em outras palavras, dado tamanho igual em termos de diâmetro, a bola com maior massa rolará mais longe.
Força inicial e movimento
Devido aos diferentes efeitos das forças externas, bolas com alta densidade de massa viajariam mais longe e mais rapidamente do que aquelas com baixa densidade de massa, se você pudesse lançar as duas com uma quantidade infinita de força. Embora você não possa fazer isso, arremessar ou rolar bolas de diferentes densidades de massa na mesma velocidade inicial obtém o mesmo efeito. Bater em uma bola de golfe com mais potência do que uma bola de ping pong fornece ilustração. Quando você lança os dois na mesma velocidade inicial, a bola de golfe é disparada, enquanto a fricção do ar termina o vôo da bola de pingue-pongue logo depois que ela sai do tee.
Você pode ver efeitos semelhantes no chão. Embora fosse necessário uma quantidade maior de força para rolar ambos na mesma velocidade inicial, a densidade de massa mais alta de uma bola de boliche daria a ele um maior momento de rotação do que uma bola de basquete rolada. Em breve, a superfície diminuiria a velocidade do basquete, interrompendo-o enquanto a alta densidade de massa e força rotacional da bola de boliche continuarão a carregá-lo por uma distância maior.
