Защо два големи или малки обекта падат с еднаква скорост?

Два падащи обекта, независимо от тяхната маса, не е задължително да паднат с една и съща скорост. При липса на въздушно съпротивление всички обекти ще се ускоряват поради гравитацията със скорост от приблизително 9,8 метра в секунда на квадрат (32 фута в секунда на квадрат). Въпреки това, наличието на въздушно съпротивление, известно още като съпротивление, ще доведе до вариране на скоростта на падащите предмети в зависимост от техния размер, форма и други фактори.

Ефектите от съпротивлението на въздуха са по-значими за по-малки обекти с по-голяма повърхностна площ спрямо тяхната маса в сравнение с по-големите обекти с по-малка повърхностна площ спрямо тяхната маса. Това е така, защото силата на съпротивление е пропорционална на повърхността на обекта и скоростта на въздушния поток около него. По-малки предмети, като перо, ще изпитат по-голямо въздушно съпротивление в сравнение с по-големи предмети, като топка за боулинг. В резултат на това по-малкият обект ще пада по-бавно от по-големия обект.

В реални условия ускорението, дължащо се на гравитацията, се променя от силата на съпротивление, което води до по-ниско наблюдавано ускорение. Скоростта, с която скоростта на даден обект се увеличава поради гравитацията и намалява поради съпротивлението, ще определи неговата „крайна скорост“, постоянната скорост, при която силата на съпротивление балансира гравитационната сила.

В известния експеримент, проведен от Галилео Галилей през 16 век, два обекта с различни маси са изпуснати едновременно от Наклонената кула в Пиза. Докато и двата обекта достигат земята приблизително по едно и също време, Галилео отбелязва, че по-тежкият обект го прави малко по-бързо. Това наблюдение обаче не се дължи само на масата на обектите, а по-скоро на комбинация от маса, форма и съпротивление на въздуха.

Следователно, докато обикновено се твърди, че два обекта падат с еднаква скорост поради гравитацията, това е вярно само в теоретичен вакуум, където липсва съпротивление на въздуха. В присъствието на въздух обектите изпитват сила на съпротивление, която влияе на тяхната скорост и кара по-малките обекти да падат по-бавно от по-големите обекти.