Почему снаряд выпущенный с одной и той же начальной скоростью что и пуля летит дальше?

Пуля - дура.

Масса разная))

Больше импульс.

Сила сопротивления пропорциональна квадрату диаметра, а масса пропорциональна кубу диаметра, а значит и кинетическая энергия пропорциональна кубу диаметра. Куб больше квадрата, вот снаряд и летит дальше

По той же причине почему поезд тормозит дольше, чем легковушка едущая с такой же скоростью. Масса, инерция

больше масса, а значит и кинетическая энергия

Начальная кинетическая энергия снаряда значительно больше, чем у пули (она расходуется на трение в воздухе). Трение у снаряда, если и больше, то незначительно.

Сопротивление воздуха и его преодоление тут вовсе непричем. И пуля и снаряд имеют примерно одинаковую начальную скорость (700-900 м/сек) но совершенно разную массу, отличающуюся на порядки. По этой причине, их энергия тоже будет различаться на порядки т. к. в формуле кинетической энергии масса стоит в числителе. Косвенно на это указывает и разница в размерах между винтовкой и пушкой - разогнать тяжелый снаряд тяжелее чем легкую пулю, приходится увеличивать калибр (уменьшается усилие проталкивания снаряда через ствол, падает энергия затрачиваемая для преодоления трения и т. д.). Баллистический коэффициент у снаряда артиллерии конечно выше чем у пули из-за большей массы, но гораздо существеннее тут не общая потеря энергии в полете, а изначальное ее количество.

Если нет воздуха то без разницы

В случае шариков всё просто. Лобовое сопротивление пропорционально площади поперечного сечения, а оно квадрату радиуса. А масса шарика пропорциональна объёму, сиречь кубу радиуса.
Ускорение от этой силы равно собственно силе делённой на массу и, как не трудно заметить, ОБРАТНО пропорционально радиусу. В самом деле F/m сверху квадрат радиуса, снизу куб.
Таким образом, чем больше радиус, тем меньше ускорение от лобового сопротивления, для однородного шара.
Вот Вам и ответ.
Можно даже без энергии и импульса обойтись.

Чем длиннее пуля, тем дальше летит!

Момент импульса у него больше за счет массы.

Кинетической энергии больше

потому что у него больше масса, больше кинетической энергии, больше импульс силы, частицам воздуха/пыли труднее тормозить его