Вільне падіння

Вільне падіння — рух фізичного тіла в умовах, коли на нього діє лише гравітаційна сила. Попри слово падіння в назві, під дією сили тяжіння тіло не обов'язково повинно рухатися вниз. До прикладів вільного падіння належать рух тіла, підкинутого вертикально вгору або під кутом до горизонту, обертання Землі навколо Сонця тощо.

Особливістю вільного падіння є те, що рух тіла не залежить від його маси, оскільки сила тяжіння пропорційна масі. Рівняння руху тіла у вільному падінні набирає вигляду:

,

де - маса тіла, - прискорення, - напруженість гравітаційного поля. Маса однаково входить в обидві частини рівняння, і її можна скоротити. Незалежність швидкості падіння тіла від його маси продемонстрував Галілео Галілей, кидаючи різні предмети з Пізанської вежі.

Це твердження набуває особливого значення в загальній теорії відносності, яка постулює рівність інерційно і гравітаційної мас, трактує рівняння

,

як принципову неможливість для спостерігача відрізнити рух в полі тяжіння від руху в неінерційній системі відліку, що називають принципом еквівалентності.

У вільному падінні тіло здебільшого перебуває в стані невагомості.