自由落下とは？
じゆうらっか
自由落下とは、重力のみを受けて空気抵抗など他の力を無視した状態で物体が落下する運動のことです。
自由落下（じゆうらっか、free fall）とは、物体が重力のみによって加速されながら落下する理想的な運動を指します。現実には空気抵抗が存在しますが、物理学では空気抵抗を無視した理論的な枠組みで扱われます。
イタリアの科学者ガリレオ・ガリレイは17世紀初頭、「質量の異なる物体でも同じ速度で落下する」ことを実証的に示し、アリストテレス以来の「重い物ほど速く落ちる」という誤った常識を覆しました。その後ニュートンが万有引力の法則として定式化し、自由落下の加速度は地球表面付近では重力加速度 g ≒ 9.8 m/s² であることが確立されました。
自由落下の主な特徴は以下の通りです。
- 加速度は物体の質量・形状によらず一定（重力加速度 g）
- 速度は時間に比例して増加する（等加速度運動）
- 落下距離は経過時間の2乗に比例する
- 真空中では羽毛と鉛球が同時に落ちる
また、宇宙飛行士が宇宙船の中で無重力状態を体感するのも、宇宙船と飛行士が共に地球に向かって自由落下しているためであり、この状態を「軌道上の自由落下」と解釈できます。自由落下の概念はニュートン力学・一般相対性理論の理解において核心的な役割を果たしています。
使い方・例文
高い塔からボールを静かに離したとき、ボールが毎秒約9.8 m/s ずつ速くなりながら地面に向かって落ちていく運動が自由落下の典型例です。
この用語をシェア
最終更新: