سقوط آزاد

وقتی جسمی از ارتفاعی رها می شود، شتاب می گیرد و سرعت آن از مقدار صفر افزایش می یابد :جالب توجه است که در خلأ ، تمامی اجسام از قبیل سنگ،کتاب، پر،قطره های باران و ذرات گرد وغبار همه به طور یکنواخت شتاب می گیرند و با هم به زمین می رسند. این قاعده، صرفا به دلیل مقاومت هوا در مقابل سقوط اجسام ، که اثر آن بر پر موثر تر از اثر آن بر سنگ است در زندگی روزمره صادق نیست.

شتاب سقوط آزاد اجسام(در خلأ) به طبیعت جسم بستگی ندارد،بلکه فقط به محل جسم بستگی دارد. این شتاب یکنواخت است و مقدار آن برابر  است با   شتاب گرانی که با g  نشان داده می شود.شتاب گرانی (ثقل) ، بر روی زمین تقریبا   m/s²9.8 است.

مقدار شتاب گرانی در سایر سیارات با مقدار آن بر روی زمین خیلی متفاوت است. به عنوان مثال شتاب گرانی بر روی مریخ  m/s² 3.3 و بر روی مشتری  m/s² 25.6 است؛شتاب سقوط چیز هایی که فضا نوردان بر روی سطح ماه رها می کردند، صرفا  m/s² 1.67 بود. حتی بر روی زمین نیز شتاب گرانی اندکی تغییر می کند.مقدار این شتاب در استوا در حدود m/s² 9.78  و در قطب ها در حدود m/s²9.83 است.مقدار شتاب گرانی با تغییر ارتفاع نیز تغییر می کند و از 9.8 در سطح زمین(عرض جغرافیایی°40) به m/s²9.79 در ارتفاع 16km کاهش می یابد.

مقدار محلی g هر چقدر باشد، می توان برای پیدا کردن زمان سقوط یک جسم یا پیدا کردن سرعت برخورد یک جسم در حال سقوط با زمین، آن را در معادله ی a=v/t  قرار داد.در این صورت ، تنها کاری که باید انجام داد قرار دادن  g  به جایa در این معادله است.

با این وجود رعایت احتیاط نیز لازم است؛ به عنوان مثال، اگر جسم در حال سکونی خیلی سبک ، یا سطح آن خیلی تخت و یا از فاصله ی خیلی دور سقوط کرده باشد ، آن گاه مقاومت هوا هم قابل توجه می شود و این معادله ها واقعیت را بیان نخواهند کرد.

برای این که سنگی آزادانه سقوط کند ، لازم نیست که حتما ان را در امتداد قایم رها کنید.می توانید سنگ را به طرف بالا ، پایین ، و یا به اطراف پرت کنید . به محض این که  سنگ، در جهتی ، از دست شما رها شد، سقوط آزاد خواهد کرد،  بنابراین با شتاب گرانی g  به سمت پایین خواهد رفت.

اگر سنگی را با مستقیما به طرف بالا سرعت v پرتاب کنیم ، چون شتاب به طرف پایین و در خلاف جهت سرعت است، سنگ باید در نهایت متوقف شود.بعد از یک ثانیه هم سرعت آن به v-g   کاهش می یابد. و در ثانیه بعد هم به همین ترتیب تا نهایتا سرعت صفر شود و به طرف پایین برگردد.چون در حالت پایین آمدن شتاب در جهت حرکت است ، سنگ سرعت می گیرد.