수학 주제 탐구 - 빗면 위의 공이 아래로 굴러 가는 이유는

Ⅰ. 탐구 동기 선생님께서 삼각 함수가 실생활에 많이 사용된다고 하셨기 때문에 뭐가 있는지 생각하던 도중 물리 시간에 삼각함수를 이용해 힘의 방향을 고려하여 힘의 크기를 구하는 방법을 배웠었는데, 이 방법을 활용하여 빗면 위의 공이 아래로 굴러 가는 이유를 알아낼 수 있을 것 같아 과연 그럴지 궁금해 한 번 탐구해보게 되었다. Ⅱ. 탐구 과정&결과 아래 그림과 같이 한 각이 θ인 직각 삼각형의 빗면 위에 있는 공이 있다. 이 공이 빗면을 타고 아래로 굴러가는 원인을 알아보자! (단, 마찰력은 없다.)