La relazione tra la velocità di un oggetto e la gravità può essere compresa attraverso le leggi del moto di Newton e il concetto di caduta libera.
In primo luogo, la gravità è una forza; essa rappresenta l'attrazione esercitata dalla Terra sugli oggetti. Vicino alla superficie terrestre, questa forza è approssimativamente di 9,8 metri al secondo quadrato (m/s²). Quando un oggetto è soggetto solo alla gravità, accelererà verso il suolo. Questa accelerazione è conosciuta come accelerazione dovuta alla gravità.
La velocità di un oggetto è il risultato dell'accelerazione causata dalle forze che agiscono su di esso. Se un oggetto inizia a cadere liberamente da fermo, la sua velocità aumenterà nel tempo poiché la gravità accelera continuamente l'oggetto. Secondo la fisica, la velocità v può essere calcolata utilizzando la seguente relazione:
v=gt+v0
v è la velocità finale,
g è l'accelerazione dovuta alla gravità (approssimativamente 9,8 m/s² sulla Terra),
t è il tempo trascorso,
v0è la velocità iniziale.
Per la caduta libera, la velocità iniziale v0 è solitamente zero (se l'oggetto inizia a cadere da fermo), quindi l'equazione si semplifica in:
v=gt
Ciò significa che, in assenza di altre forze come la resistenza dell'aria, la velocità dell'oggetto aumenterà proporzionalmente con il tempo.
Tuttavia, nella realtà, la resistenza dell'aria influenza la velocità dell'oggetto. Man mano che la velocità dell'oggetto aumenta, anche la resistenza dell'aria aumenta fino a quando non eguaglia la forza gravitazionale, al punto in cui l'oggetto cade a velocità costante. Questa velocità è nota come velocità terminale.
In sintesi, la relazione tra la velocità di un oggetto e la gravità si manifesta in come la gravità causa l'accelerazione dell'oggetto, e l'accelerazione produce un aumento della velocità. Tuttavia, nel mondo reale, fattori come la resistenza dell'aria influenzano anche la velocità effettiva dell'oggetto.
