Miért esik két nagy vagy kicsi tárgy azonos sebességgel?

Két zuhanó tárgy, függetlenül a tömegüktől, nem feltétlenül esik pontosan ugyanolyan sebességgel. Légellenállás hiányában a gravitáció hatására minden objektum körülbelül 9,8 méter/másodperc négyzetméteres sebességgel fog gyorsulni. A légellenállás, más néven légellenállás jelenléte azonban a leeső tárgyak sebességét méretüktől, alakjuktól és egyéb tényezőktől függően változtatja.

A légellenállás hatásai jelentősebbek a tömegükhöz képest nagyobb felületű kisebb tárgyaknál, mint a tömegükhöz képest kisebb felületű nagyobb tárgyaknál. Ennek az az oka, hogy a légellenállási erő arányos a tárgy felületével és a körülötte lévő légáramlás sebességével. A kisebb tárgyak, például a toll nagyobb légellenállást tapasztalnak, mint a nagyobb tárgyak, például egy tekelabda. Ennek eredményeként a kisebb tárgy lassabban esik le, mint a nagyobb tárgy.

Valós körülmények között a gravitációból adódó gyorsulást a húzóerő módosítja, ami alacsonyabb megfigyelt gyorsulást eredményez. Az a sebesség, amellyel egy objektum sebessége növekszik a gravitáció miatt, és csökken a légellenállás miatt, meghatározza a „végsebességét”, azt az állandó sebességet, amelynél a vonóerő egyensúlyba hozza a gravitációs erőt.

Galileo Galilei 16. századi híres kísérletében egyszerre két különböző tömegű tárgyat dobtak le a pisai ferde toronyból. Bár mindkét objektum nagyjából egy időben érte el a földet, Galilei megjegyezte, hogy a nehezebb tárgy valamivel gyorsabban érte el. Ez a megfigyelés azonban nem egyedül a tárgyak tömegének volt köszönhető, hanem a tömeg, az alak és a légellenállás kombinációjának.

Ezért, noha általában azt mondják, hogy két objektum a gravitáció miatt azonos sebességgel esik, ez csak elméleti vákuumban igaz, ahol nincs légellenállás. Levegő jelenlétében az objektumok ellenállási erőt tapasztalnak, amely befolyásolja sebességüket, és a kisebb tárgyak lassabban esnek le, mint a nagyobb tárgyak.