Egy tárgy sebessége és a gravitáció közötti kapcsolat megértéséhez Newton mozgási törvényeire és a szabad esés fogalmára van szükség.
Először is, a gravitáció egy erő; ez az a vonzóerő, amelyet a Föld kifejt a tárgyakra. A Föld felszínén közel ezen erő értéke kb. 9,8 méter per másodperc négyzet (m/s²). Ha egy tárgyat csak a gravitáció hat, akkor a tárgy felgyorsulva esik a földre. Ez a gyorsulás a gravitációs gyorsulásnak nevezik.
Egy tárgy sebessége az azt befolyásoló erők által okozott gyorsulás eredménye. Ha egy tárgy nyugalomból indul és szabadon esik, a sebessége idővel növekszik, mert a gravitáció folyamatosan felgyorsítja. A fizika szerint a sebesség v kiszámítható a következő összefüggés segítségével:
v=gt+v0
v a végső sebesség,
g a gravitációs gyorsulás (kb. 9,8 m/s² a Földön),
t az eltelt idő,
v0az eredeti sebesség.
Szabad esés esetén az eredeti sebesség v0 általában nulla (ha a tárgy nyugalomból kezd esni), így az egyenlet egyszerűsödik:
v=gt
Ez azt jelenti, hogy más erők, például a légellenállás hiányában a tárgy sebessége arányosan növekszik az idővel.
Azonban a valóságban a légellenállás befolyásolja a tárgy sebességét. Ahogy a tárgy sebessége nő, a légellenállás is nő, amíg el nem egyenlíti a gravitációs erőt, ekkor a tárgy állandó sebességgel esik. Ez a sebesség a terminális sebességnek nevezik.
Összefoglalva, egy tárgy sebessége és a gravitáció közötti kapcsolat abban nyilvánul meg, hogyan okozza a gravitáció a tárgy felgyorsulását, és hogy a gyorsulás növeli a sebességet. Azonban a valóságban olyan tényezők, mint a légellenállás, is befolyásolják a tárgy tényleges sebességét.
