Prečo dva veľké alebo malé predmety padajú rovnakou rýchlosťou?

Dva padajúce predmety, bez ohľadu na ich hmotnosť, nemusia nevyhnutne padať presne rovnakou rýchlosťou. Pri absencii odporu vzduchu sa všetky objekty zrýchlia v dôsledku gravitácie rýchlosťou približne 9,8 metra za sekundu na druhú (32 stôp za sekundu na druhú). Prítomnosť odporu vzduchu, tiež známeho ako odpor, však spôsobí, že rýchlosť padajúcich predmetov sa bude meniť v závislosti od ich veľkosti, tvaru a ďalších faktorov.

Účinky odporu vzduchu sú výraznejšie pre menšie objekty s väčším povrchom vzhľadom na ich hmotnosť v porovnaní s väčšími objektmi s menším povrchom vzhľadom na ich hmotnosť. Je to preto, že odporová sila je úmerná ploche povrchu objektu a rýchlosti prúdenia vzduchu okolo neho. Menšie predmety, ako je pierko, budú mať väčší odpor vzduchu v porovnaní s väčšími predmetmi, ako je bowlingová guľa. Výsledkom je, že menší objekt bude padať pomalšie ako väčší objekt.

V podmienkach reálneho sveta je zrýchlenie spôsobené gravitáciou modifikované odporovou silou, čo vedie k nižšiemu pozorovanému zrýchleniu. Rýchlosť, ktorou sa rýchlosť objektu zvyšuje v dôsledku gravitácie a znižuje v dôsledku odporu, určí jeho „koncovú rýchlosť“, konštantnú rýchlosť, pri ktorej odporová sila vyrovnáva gravitačnú silu.

V slávnom experimente, ktorý uskutočnil Galileo Galilei v 16. storočí, boli zo šikmej veže v Pise súčasne spustené dva objekty rôznej hmotnosti. Zatiaľ čo oba objekty dosiahli zem zhruba v rovnakom čase, Galileo poznamenal, že ťažší objekt to urobil o niečo rýchlejšie. Toto pozorovanie však nebolo spôsobené samotnou hmotnosťou objektov, ale skôr kombináciou hmoty, tvaru a odporu vzduchu.

Preto, hoci sa bežne uvádza, že dva objekty padajú rovnakou rýchlosťou v dôsledku gravitácie, platí to iba v teoretickom vákuu, kde chýba odpor vzduchu. V prítomnosti vzduchu na predmety pôsobí odporová sila, ktorá ovplyvňuje ich rýchlosť a spôsobuje, že menšie predmety padajú pomalšie ako väčšie predmety.