自由落體

自由落體是指一個物體「只受重力作用」時發生的事——沒有空氣抵擋、沒有手抓著、沒有引擎。放開一顆石頭，在空氣阻力還來不及有太大影響的那一瞬間，它就在自由落體。最令人驚訝又美妙的事實（由伽利略首先確定）是：在自由落體中，每個物體加速的速率都完全一樣，不論是羽毛還是砲彈——質量毫無差別。

精確地說，自由落體是只受重力的運動，所以物體有一個固定的向下加速度，等於 g，即重力加速度（地表附近約 9.8 m/s^2）。這代表等加速度方程式可以直接以 a = g 套用。要注意「自由落體」並不需要向下運動：一顆被垂直上拋的球，在空中的整段時間都在自由落體，因為重力仍是它唯一受的力——只是它在前半段恰好在往上（且變慢）。

陷阱在「只受重力」這句話。真實物體是穿過空氣落下的，而空氣阻力隨速度增大，最終會平衡重力，使物體在其終端速度停止加速——這就是羽毛慢慢飄下的原因。所以真正的自由落體是一種理想化，我們對緻密、小巧、下落距離短的物體，或恰好在真空中，最能接近它。羽毛與鐵鎚同時著地的著名示範，只有在沒有空氣的地方才成立，正如太空人在無空氣的月球上所展示的。