Como o peso de um carrinho de brinquedo afeta sua aceleração ao descer uma rampa?

O peso de um carrinho de brinquedo não afeta sua aceleração ao descer uma rampa. Esse fato contra-intuitivo demonstra a relação entre a força gravitacional e a massa.

A força gravitacional atrai todas as partículas de um objeto igualmente, independentemente da massa total do objeto. À medida que a massa de um objeto aumenta, a força gravitacional agindo sobre ele aumenta proporcionalmente. Sua inércia também aumenta, por isso requer mais força para mover o objeto. A inércia e a força gravitacional se equilibram exatamente, então a gravidade na superfície da Terra age com uma quantidade constante de aceleração: 9,8 metros por segundo ao quadrado. A rapidez com que o carrinho acelera, entretanto, depende da inclinação da rampa. Uma rampa mais íngreme permite que mais força gravitacional mova o objeto e o carrinho usa menos força para empurrar contra a rampa sólida.

O atrito e a resistência do ar também têm efeitos práticos. Por exemplo, um carrinho feito principalmente de um material de baixa densidade como o isopor aceleraria mais lentamente, na atmosfera da Terra, do que um carrinho do mesmo tamanho feito principalmente de chumbo. Isso ocorre porque o isopor deve empurrar para o lado a mesma quantidade de ar, mas com menos força. Um carrinho com uma forma aerodinâmica encontraria menos turbulência e empurraria menos ar para o lado, de modo que se moveria mais rapidamente. A forma e o tamanho das rodas do carrinho também influenciam, pois os objetos rolantes devem superar a inércia rotacional para se mover.