Hvorfor faller to store eller små gjenstander med samme hastighet?

To fallende objekter, uansett masse, vil ikke nødvendigvis falle med nøyaktig samme hastighet. I fravær av luftmotstand vil alle objekter akselerere på grunn av tyngdekraften med en hastighet på omtrent 9,8 meter per sekund i kvadrat (32 fot per sekund i kvadrat). Tilstedeværelsen av luftmotstand, også kjent som luftmotstand, vil imidlertid føre til at hastigheten til fallende gjenstander varierer avhengig av størrelse, form og andre faktorer.

Effektene av luftmotstand er mer signifikante for mindre objekter med større overflate i forhold til massen sammenlignet med større objekter med mindre overflate i forhold til massen. Dette er fordi dragkraften er proporsjonal med overflaten til objektet og hastigheten til luftstrømmen rundt den. Mindre gjenstander, for eksempel en fjær, vil oppleve en større luftmotstand sammenlignet med større gjenstander, for eksempel en bowlingkule. Som et resultat vil den mindre gjenstanden falle saktere enn den større.

Under virkelige forhold blir akselerasjonen på grunn av tyngdekraften modifisert av dragkraften, noe som resulterer i en lavere observert akselerasjon. Hastigheten som et objekts hastighet øker på grunn av tyngdekraften og avtar på grunn av luftmotstand vil bestemme dens "endehastighet", den konstante hastigheten som dragkraften balanserer gravitasjonskraften med.

I det berømte eksperimentet utført av Galileo Galilei på 1500-tallet, ble to gjenstander med forskjellig masse sluppet samtidig fra det skjeve tårnet i Pisa. Mens begge gjenstandene nådde bakken omtrent samtidig, bemerket Galileo at den tyngre gjenstanden gjorde det litt raskere. Denne observasjonen var imidlertid ikke på grunn av massen til objektene alene, men snarere en kombinasjon av masse, form og luftmotstand.

Derfor, mens det ofte sies at to objekter faller med samme hastighet på grunn av tyngdekraften, er dette bare sant i et teoretisk vakuum der luftmotstand er fraværende. I nærvær av luft opplever objekter en dragkraft som påvirker hastigheten deres og får mindre objekter til å falle saktere enn større objekter.