加速に影響する要因:
* 重力: どちらのボールも同じ重力を経験しますが、重力による加速は、質量に関係なくすべてのオブジェクトで同じです。
* 慣性: より大きなボールにはより多くの質量があります。つまり、より多くの慣性(動きの変化に対する抵抗)があります。
* 摩擦: 摩擦が役割を果たしますが、簡単にするために、ボールと傾斜の間の摩擦が無視できると仮定しましょう。
小さなボールがより速く加速する理由:
* 回転慣性: より小さなボールの回転慣性は少ない(回転の変化に対する抵抗)。これは、傾斜を転がすために回転させるためにはより少ない力が必要なことを意味します。
* エネルギー分布: ボールが傾斜を転がすと、ポテンシャルエネルギーは、翻訳(線形)運動エネルギー(直線の動き)と回転運動エネルギー(回転)の両方に変換されます。回転慣性が少ない小さなボールは、スピンするのに必要なエネルギーが少なくなります。つまり、より多くのエネルギーが翻訳速度エネルギーに向けられ、より速い線形加速に向けられます。
要約:
重力は両方のボールに等しく作用しますが、より小さなボールの低い回転慣性により、より多くのポテンシャルエネルギーを線形運動に変換することができ、その結果、傾斜が大きくなります。