Vernachlässigt man Einflüsse wie den Luftwiderstand, so handelt es sich bei dem freien Fall um eine gleichmäßig beschleunigte Bewegung. Diese gleichmäßig beschleunigte Bewegung entsteht durch die Gewichtskraft, die auf jeden Körper wirkt. Wie in den einführenden Kapiteln erwähnt, wird ein Körper, auf den eine konstante Kraft wirkt, gleichmäßig beschleunigt. Die Kraft, die auf den Körper wirkt, ist nach dem Newton´schen Gesetz F = m·a
Wie bereits in der Einleitung erwähnt, ist der freie Fall eine gleichmäßig beschleunigte Bewegung, daher gelten für den freien Fall die Gesetze der gleichmäßig beschleunigten Bewegung. Im Prinzip gelten die physikalischen Gesetzt für den freien Fall im Prinzip nur im Vakuum, also bei einer Bewegung ohne Luftwiderstand. Näherungsweise können die Gesetze für den freien Fall angewendet werden, wenn der Luftwiderstand vernachlässigt werden kann. Dies gilt in der Regel:
Wie eingangs erwähnt, gelten die Gesetze für den freien Fall im Prinzip nur im Vakuum, also bei einer Bewegung ohne Luftwiderstand. In der Realität fallen beispielsweise eine Metallkugel und ein Blatt Papier aber unterschiedlich schnell zu Boden (nicht vergessen werden sollte: im Vakuum fallen alle Körper gleich schnell). Dies liegt daran, dass Luftwiderstand sich auf große, leichte Körper stärker auswirkt, als auf kleine schwere Körper.
Dies wurde auch in einem inzwischen berühmten Experiment nachgewiesen, so konnte der Astronauten David Scott auf dem Mond (Luft-Reibungswiderstand ist praktisch gleich Null) zeigen, dass ein Hammer und die Feder gleichzeitig auf der Mondoberfläche landeten. Deshalb eine wichtige Zusammenfassung:
Dies ist zwar ein anderes Kapitel, aber es soll hier kurz darauf eingegangen werden. Dazu sollte bekannt sein, dass auf jeden bewegten Körper eine Kraft (Massenträgheit G = m·g) wirkt, wobei diese Trägheitskräfte proportional zur Masse des Körpers sind. Zusätzlich sollte noch bekannt sein (aus dem 2. Newtons´schen) Gesetz, dass gilt: je mehr Masse ein Körper besitzt, desto größer muss die Kraft sein, um es auf einen bestimmten Wert zu beschleunigen Nun kann man erkennen, dass wenn die beiden “Axiome” in Relation gesetzt werden, dass die Beschleunigung von unterschiedlichen schweren Körpern im Vakuum immer gleich ist.
Als Ergebnis erhält man das sog. “Äquivalenzprinzip”, welches auch erklärt, dass unterschiedlich schwere Körper gleich schnell fallen. Dies lässt sich darauf zurückführen, dass in gleichem Maße wie die Schwere eines Körpers zunimmt auch dessen Trägheit zunimmt.
Wie bereits öfters erwähnt, fallen im Vakuum alle Körper gleich schnell, im Nicht-Vakuum fallen Körper aufgrund unterschiedlichen Luftwiderstands unterschiedlich schnell. Dies kann man natürlich berechnen, in dem man einfach eine “neue Erdbeschleunigung g´” berechnet. Diese Formel lautet:
