同じ大きさでも重さによって飛ばせる距離が違うのはなぜ？

中学生です。
野球のボールと同じ大きさのボールが以下に３種類あるとします。
1.野球のボール　重さ　140ｇ
2.風船　重さ　30ｇ　
3.鉄球　重さ　3Kg

ボールが一番遠くに投げれるのはもちろん１ですが、
なぜ１より軽くても重くても１が一番遠くに投げれるのでしょうか？

私が思うのは、
3が飛びにくいのは同じエネルギーでも、運動方程式　F=amの関係上重くなるほど
速度が減るからでしょうか？

2が飛びにくいのは運動方程式では、速度は上がることになるけど、
空気に重さが近いため、空気抵抗が大きすぎて結果速度があがらないということでしょうか？

No.9 回答者： fxq11011 回答日時： 2018/05/30 15:28

NO6

慣性エネルギは質量に反比例するため→誤り。
慣性エネルギーも質量に比例（正）。
ともに質量に比例のため
１の持つエネルギー0.14
２　　　〃　　　　0.03
３　　　〃　　　　３
として考えることができます、空気抵抗は大きさが同じなら同じ大きさのため損失するエネルギーは３つとも同じです、0.03の損失が出た時点で。
１の持つエネルギー0､11
２　　　〃　　　　0　　　（エネルギー０落ちます）
３　　　〃　　　　2.97
重力による損失１ｇ当たり１と仮定すれば、質量に比例するので、その時点での損失エネルギーは
１の持つエネルギー0.14→0.14－0.14×1＝0
２　　　〃　　　　0.03
３　　　〃　　　　３　→３－３×１＝０
どちらも、同時に落ちます、でも空気抵抗の影響では３のほうがたくさんのエネルギーが残っていそうです（重力の影響だけでは同時になりそうですが）。
さらに、実際の実験では、３を１と同じ速度で人が投げることはできないはずです、それが原因で１が最もよく飛びます。

No.8 回答者： isoworld 回答日時： 2018/05/29 19:22

月面上のように真空であれば、初速度を大きくできる風船が遠くまで飛ぶでしょうね。

でも投げやすさで初速度をいちばん大きくできるのはボールかもね。

No.7 回答者： tknakamuri 回答日時： 2018/05/29 18:40

その理解で問題無いですね。

No.6 回答者： fxq11011 回答日時： 2018/05/29 15:14

大きさが同じなら空気抵抗は同じ、空気抵抗による相違はありません。

大きな差があるのは、重さですね（質量）、手から離れたときの速度（初速）が同じとすれば、質量が大きいほど運動エネルギーが大きくなります。
運動エネルギーをもって運動中の物体は慣性エネルギーを持っています（同じ運動をいつまでも続けようとする）。
３つとも投げられた方向に同じ速度で飛び続けようとします（慣性運動）。
それに対する抵抗①重力加速度②空気抵抗
①重力加速度の影響は重さ（質量）に比例しますが、慣性エネルギは質量に反比例するため、相対的な影響は１・２・３とも同じになります。
空気抵抗は３つとも同じですね。
結論として、初速が同じなら３が一番よく飛びますが、人間の力で実験する限り３Kgの鉄球を１４０ｇのボールと同じ初速で投げ出すのは不可能のため、ボールが元も遠くまで飛ぶことになります。
運動エネルギ、→３のF（a３）＞１のF（a0.14）、重力加速度G→３のG（３G）＞１のG（0.14G）。
３、は重力加速の影響の数値は大きいですが、その分運動エネルギーの数値も大きいので影響としては相殺され無視できます。

No.5 回答者： yhr2 回答日時： 2018/05/29 13:18

#2 さん＞3.はボールより重力が大きく働き早く落下

それは間違いですからね。ガリレオがピサの斜塔で実験したでしょう？　違いが出るとしたら「空気の抵抗」の影響。

No.4 回答者： yhr2 回答日時： 2018/05/29 13:16

＞なぜ１より軽くても重くても１が一番遠くに投げれるのでしょうか？

それは「手で投げる」という条件で考えているからです。

＞私が思うのは、
＞3が飛びにくいのは同じエネルギーでも、運動方程式　F=amの関係上重くなるほど
＞速度が減るからでしょうか？

ピンポ～ン、そのとおりです。
重いものは、同じ力だと加えられる「加速度」が小さいので、「大きなリリース速さ」を持たせることができません。
「３」を同じ速さでリリースするように「大砲」で打ち出せば、遠くまで飛ぶでしょう。
運動方程式は、ふつう「F=ｍa」と書くかな。

＞2が飛びにくいのは運動方程式では、速度は上がることになるけど、
＞空気に重さが近いため、空気抵抗が大きすぎて結果速度があがらないということでしょうか？

そのとおりです。ただし「重さに比べて、空気の抵抗を受ける断面積が大きいので」ということです。
これは「投げる」よりも「一定の高さから落とす」ことで比べられますね。パラシュートを考えればわかりますね。

No.3 回答者： mapascal 回答日時： 2018/05/29 13:13

人が投げるときの初速度。

質量と空気抵抗の関係。ただ、3. の鉄球が140g だったら1. のボールより飛ぶか飛ぶかはボールの回転とかも影響してくると思う。

No.2 回答者： ラサム 回答日時： 2018/05/29 13:08

2.はボールより空気抵抗が大きく働き速度が低下して落下

3.はボールより重力が大きく働き早く落下

No.1 回答者： ほーちゅん 回答日時： 2018/05/29 13:05

必要とするエネルギーと空気抵抗の関係