Mối quan hệ giữa vận tốc của một vật và trọng lực có thể được hiểu từ các định luật chuyển động của Newton và khái niệm về rơi tự do.
Trước hết, trọng lực là một lực; nó là sự hấp dẫn mà Trái đất gây ra đối với các vật. Gần bề mặt Trái đất, lực này khoảng 9,8 mét trên giây bình phương (m/s²). Khi một vật chỉ chịu tác dụng của trọng lực, nó sẽ tăng tốc hướng về mặt đất. Sự tăng tốc này được gọi là gia tốc do trọng lực.
Vận tốc của một vật là kết quả của sự gia tốc do các lực tác dụng lên nó. Nếu một vật bắt đầu rơi tự do từ trạng thái nghỉ, vận tốc của nó sẽ tăng theo thời gian vì trọng lực liên tục làm tăng tốc độ của vật. Theo vật lý, vận tốc v có thể được tính bằng công thức sau:
v=gt+v0
v là vận tốc cuối cùng,
g là gia tốc do trọng lực (khoảng 9,8 m/s² trên Trái đất),
t là thời gian đã trôi qua,
v0là vận tốc ban đầu.
Đối với rơi tự do, vận tốc ban đầu v0 thường là không (nếu vật bắt đầu rơi từ trạng thái nghỉ), nên phương trình được giản lược thành:
v=gt
Điều này có nghĩa là, trong trường hợp không có lực khác như lực cản không khí, vận tốc của vật sẽ tăng tỷ lệ thuận với thời gian.
Tuy nhiên, trong thực tế, lực cản không khí ảnh hưởng đến vận tốc của vật. Khi tốc độ của vật tăng, lực cản không khí cũng tăng cho đến khi nó bằng với lực hấp dẫn, tại điểm đó vật rơi với vận tốc không đổi. Vận tốc này được gọi là vận tốc cuối cùng.
Tóm lại, mối quan hệ giữa vận tốc của một vật và trọng lực được thể hiện qua cách trọng lực khiến vật tăng tốc, và sự tăng tốc dẫn đến sự tăng tốc độ. Tuy nhiên, trong thế giới thực, các yếu tố như lực cản không khí cũng ảnh hưởng đến tốc độ thực tế của vật.
