La respuesta es solo física.
Los primeros experimentos y guerras de los siglos XVII-XIX respondieron a todas las preguntas principales sobre el diseño práctico de armas. Newton ya sabía, por ejemplo, que la profundidad de penetración del proyectil es una función de la escala entre la densidad del proyectil y la densidad objetivo.
Lo mismo se aplica a la forma de las conchas. Se sabía que los depósitos cónicos-cilíndricos eran estables en barriles estriados, pero se sabía que los depósitos que están demasiado alargados colapsan debido a la tensión longitudinal, por lo que existe un límite práctico del volumen del propulsor y explosivo o penetrador. Además, las pérdidas en el barril y su desgaste definen la longitud máxima del mismo, es decir, el volumen de gas para expandirse. Como el propulsor es fijo, su cantidad de gas producido es fija, por lo que el trabajo útil está estrictamente definido. Es muy conveniente definir la longitud del orificio en calibres, de modo que se pueda calcular fácilmente la cantidad relativa de gas.
Con este conocimiento a la mano, es fácil entender que cada arma está diseñada para destruir el objetivo apropiado comenzando con una pistola de alta velocidad y bajo calibre como 37 mm / 70 que alcanza su apogeo con Bushmaster de 25 mm / 80. Entonces quieres lanzar una granada poderosa como un obús de 155 mm / 23, donde el tamaño del cañón dicta la cantidad de explosivo. La velocidad se hace baja con el propósito de que la carcasa puede ser lo suficientemente delgada como para contener más explosivos.
Luego vemos cañones antitanque dedicados como 45 mm / 66. Una vez más, la energía cinética de la ronda de sabot es una función de la masa, por lo que necesita un calibre más grande para derrotar a una armadura más fuerte. Pero también necesitamos velocidad: esa es una longitud de calibre 66. Más reciente es MT-12 Rapira con 100 mm / 63. ¿Por qué? La armadura es más gruesa, por lo que necesitamos tener más energía cinética: aumento de la masa de proyectil, la velocidad es la misma.
AAG: necesitamos disparar alto. Sin aire, cualquier arma de alta velocidad alcanzaría las alturas porque mgH = mv ^ 2/2 ym desaparece.
Sin embargo, con la resistencia del aire agregada, se necesitan más proyectiles masivos para alcanzar altitudes más altas.
AAG de bajo a medio: 40 mm / 70 Bofors, 57 mm / 77 S-60
AAG medianos: 85 mm / 55
AAG para alcanzar la estratosfera: KS-30 130 mm / 60, M1 120 mm / 60. Todavía necesitan 60 calibres —7200 mm (!) Solo para lanzar sus proyectiles allí.
Pero la cantidad de explosivo en 40 mm / 57 mm es bastante pequeña, por lo que estas armas se agruparon en divisiones de 6 y baterías de 18 (3 divisiones) para crear una nube efectiva en el camino de los aviones que avanzan.
Luego viene todo este material divertido del siglo XX: múltiples puntos de inyección para propulsores, proyectiles asistidos por cohetes, HEATs en lugar de SABOTs para compensar la falta de energía cinética entregada al objetivo y así sucesivamente …
Pero creo que, por ejemplo, grandes matemáticos franceses como Laplace o incluso el propio Napoleón (capitán de artillería) entenderían estas diferencias bastante bien.