Uno de los principios fundamentales de la física es que, ignorando la resistencia del aire y otros factores similares, todos los objetos caen a la misma velocidad. Vea el video a continuación para ver una pluma y un rodamiento de bolas caer a la misma velocidad.
Por lo tanto, si la fricción, la resistencia del aire y cualquier otro factor que no sea la gravedad estuviese ausente, los vehículos caerían casi a la misma velocidad (hay algunos problemas de rotación de las ruedas que mencionaré un poco más abajo).
Sin embargo, hay varios otros factores presentes. El primero es la resistencia al aire. Ninguno de esos vehículos es significativamente más aerodinámico que los otros, y la diferencia en la resistencia del aire a las velocidades que alcanzarán es probablemente mínima, en el mejor de los casos. Sin embargo, si uno está luchando con mucha resistencia, será más lento.
Otro factor es la fricción a lo largo del eje de la rueda. Nuevamente, para esta situación, la diferencia entre los vehículos es probablemente insignificante ya que todos son similares en diseño. Si la fricción del eje es una preocupación importante, entonces el peso del automóvil y la velocidad de la revolución marcarán la diferencia. Lo más probable es que un automóvil más liviano con revoluciones de eje más lentas (las ruedas más grandes tienen revoluciones más lentas para cubrir la misma distancia) tendría menos fricción, aunque hay varias formas que pueden verse afectadas.
Y otro más, y probablemente el factor más importante es la energía perdida por la forma y textura de esas ruedas. Las ruedas grandes tienen una superficie rugosa en comparación con las ruedas más pequeñas. Al rodar, esas ruedas grandes probablemente generan más ruido y vibraciones, y pueden sufrir algunos deslizamientos a lo largo de la pista. El ruido, las vibraciones y el deslizamiento requieren energía que, de lo contrario, iría a la velocidad del automóvil.
Y, por último, los diferentes tamaños de rueda tienen un efecto sobre la velocidad debido a las diferencias en las propiedades de rotación (por ejemplo, momentos de inercia) y cómo se traducen en movimiento hacia adelante. Iba a hablar sobre esto con más detalle, pero Jingyee Chee ya lo hizo en otra respuesta, mejor de lo que lo hubiera hecho.
En general, supongo que a las velocidades con las que lidias, cuando se combinan con los diseños en gran medida similares de los autos, todos son casi idénticos en términos de velocidad y tiempo para terminar. Si tuviera que hacer mi propio automóvil con el objetivo de alcanzar la velocidad más alta, probablemente usaría las ruedas más pequeñas y más lisas para negar la pérdida de energía de la textura de la rueda grande y traducir mejor la rotación de la rueda al movimiento lineal. Usaría una barra plana para el cuerpo (como los 2 inferiores) para limitar la resistencia del aire tanto como sea posible. Y usaría la menor cantidad de piezas posible para mantener la luz del automóvil y reducir la fricción del eje.
Es difícil ser más específico que eso solo en la imagen. Hay muchos factores en juego, y todos se mezclan para crear un escenario bastante complejo. En ausencia de mediciones y datos específicos, la mejor opción es experimentar como lo está haciendo.
El satsuma está allí para agregar masa y merienda después de la carrera. 