Comment le poids d'un chariot à jouets affecte-t-il son accélération en descendant une rampe ?

Le poids d'un chariot n'affecte pas son accélération en descendant une rampe. Ce fait contre-intuitif démontre la relation entre la force gravitationnelle et la masse.

La force gravitationnelle exerce une pression égale sur chaque particule d'un objet, quelle que soit la masse totale de l'objet. À mesure que la masse d'un objet augmente, la force gravitationnelle agissant sur lui augmente proportionnellement. Son inertie augmente également, il faut donc plus de force pour déplacer l'objet. L'inertie et la force gravitationnelle s'équilibrent exactement, de sorte que la gravité à la surface de la Terre agit avec une accélération constante : 9,8 mètres par seconde au carré. La vitesse à laquelle le chariot accélère dépend cependant de l'inclinaison de la rampe. Une rampe plus raide permet à plus de force gravitationnelle de déplacer l'objet et le chariot utilise moins de force pour pousser contre la rampe solide.

Le frottement et la résistance à l'air ont également des effets pratiques. Par exemple, un chariot principalement constitué d'un matériau à faible densité tel que le polystyrène accélérerait plus lentement, dans l'atmosphère terrestre, qu'un chariot de la même taille principalement constitué de plomb. C'est parce que la mousse de polystyrène doit repousser la même quantité d'air mais a moins de force. Un chariot avec une forme aérodynamique rencontrerait moins de turbulences et repousserait moins d'air, donc il se déplacerait plus rapidement. La forme et la taille des roues du chariot jouent également un rôle, car les objets roulants doivent surmonter l'inertie de rotation pour se déplacer.