عند سقوط الأجسام سقوطا حرا فإن السرعة النهائية للجسم تكون تساوية سرعة الجاذبية الأرضية، والتي تساوي تقريباً 9.81 متر في الثانية مربعة.
يحدث ذلك لأن قوة الجاذبية الأرضية هي القوة الوحيدة المؤثرة على الجسم أثناء سقوطه، وهذه القوة تتسبب في تسارع الجسم بمعدل ثابت يساوي تسارع الجاذبية الأرضية.
وبالتالي، فإن السرعة النهائية للجسم تعتمد فقط على المسافة التي يسقطها الجسم، حيث أن السرعة تزداد بمعدل ثابت مع مرور الوقت.
وبشكل عام، يمكن حساب السرعة النهائية للجسم عن طريق المعادلة التالية:
v_f = v_i + g * t
حيث:
v_f هي السرعة النهائية للجسم
v_i هي السرعة الابتدائية للجسم (إذا كانت تساوي 0، فإن المعادلة تصبح v_f = g * t)
g هو تسارع الجاذبية الأرضية
t هو الزمن الذي استغرقه الجسم للسقوط
على سبيل المثال، إذا سقط جسم من ارتفاع 100 متر، فإن سرعته النهائية ستكون:
v_f = 9.81 * 100 / 10 = 98.1 متر في الثانية
ولكن، في الواقع، قد لا تصل سرعة الجسم النهائية إلى سرعة الجاذبية الأرضية تماماً، وذلك بسبب تأثير مقاومة الهواء. فمقاومة الهواء هي قوة تؤثر على الأجسام المتحركة في الهواء، وتتسبب في إبطاء حركتها.
وبالتالي، فإن سرعة الجسم النهائية ستعتمد على شكل الجسم وحجمه وسرعة سقوطه.
فمثلا، فإن الجسم الذي له شكل انسيابي سيواجه مقاومة هواء أقل من الجسم الذي له شكل غير انسيابي. كما أن الجسم الذي يسقط بسرعة أكبر سيواجه مقاومة هواء أكبر من الجسم الذي يسقط بسرعة أقل.
وبشكل عام، فإن سرعة الجسم النهائية ستقترب من سرعة الجاذبية الأرضية كلما زاد ارتفاع الجسم الذي يسقط منه، وذلك لأن مقاومة الهواء تزداد مع زيادة سرعة الجسم.
