נפילה חופשית
מתוך ויקיפדיה, האנציקלופדיה החופשית
נפילה חופשית היא תנועה של גוף בהשפעת כח הכובד בלבד.
בפועל, לא קיימת בכדור הארץ נפילה חופשית "אמיתית" מכיוון שקיים אוויר היוצר חיכוך ומפעיל כח המתנגד לכח הכובד, ומאט את מהירות הנפילה יחסית לנפילה חופשית "אמיתית".
גם תנועה כלפי מעלה או תנועה בצורה פרבולית היא נפילה חופשית משום שהכוח היחיד הפועל על הגוף הנע הוא כח הכובד. ואילו מה שמקנה לתנועה את צורתה הוא המהירות ההתחלתית שבה נע הגוף. תנועה פרבולית שכזאת נקראת "תנועה בליסטית", כך שלפעמים השם "נפילה חופשית" לנפילה בלבד - כלומר: גוף המתחיל במנוחה ונעזב ליפול תחת השפעת הכבידה בלבד.
גם התנועה בה הירח מקיף את כדור הארץ היא נפילה חופשית, למרות שהירח לא "נופל" (כלומר: מתקרב) אל כדור הארץ. הסיבה לכך היא שכח הכבידה מאונך לכיוון תנועת הירח, כך שכוח הכובד משנה רק את כיוון המהירות ולא את גודלה ובכך הירח נע בתנועה מעגלית סביב כדור הארץ, כאשר הכוח הצנטריפטלי הוא כוח הכבידה.
גלילאו גליליי היה הראשון שטען כי המהירות בעת שזורקים גוף כלפי מעלה הולכת ופוחתת בקצב קבוע, בדיוק באותו הקצב שבו היא גדלה כאשר הגוף נופל. מה שמשנה את המהירות הוא בעצם הכוח שפועל על הגוף, אותו זיהה אחר כך אייזק ניוטון ככוח הכובד. עד גלילאו נהוג היה לחשוב, כי לכל חומר יש "מצב טבעי", לדוגמה: המצב הטבעי של כדור הוא לנוע מטה כלפי כדור הארץ, או של הכוכבים לנוע בצורה מעגלית. גישה זו נתמכה על ידי אריסטו.
תאוצת הנפילה החופשית איננה תלויה במסת הגוף הנופל אלא רק בעוצמת שדה הכבידה. תוצאה זו ידועה בשם "עקרון השקילות החלש" ועליה התבסס מאוחר יותר אלברט איינשטיין כאשר ניסח את "עקרון השקילות החזק" שהוא הבסיס לתורת היחסות הכללית. בכדור הארץ, תאוצת הנפילה החופשית מסומנת g והיא שווה בקירוב ל־9.81 מטר לשנייה בריבוע. ערכו המדויק של g משתנה ממקום למקום בהתאם לגובה מעל פני הים ולמיקום על פני כדור הארץ (למשל, הרים גבוהים גורמים לכוח כבידה חזק יותר בסביבתם), וזאת בגלל חוק הכבידה, הטוען כי שני גופים מושכים אחד את השני ביחס הפוך למרחק בריבוע ביניהם. זאת אומרת שכח הכובד פועל בצורה חלשה יותר על גוף שרחוק ממנו.
