갈릴레이의 낙체법칙

요약 지표면 위의 같은 높이에서 자유 낙하하는 모든 물체는 질량에 무관하게 동시에 떨어진다는 법칙이다.

갈릴레이 이전의 아리스토텔레스의 운동론에서는 정지상태에서 동시에 떨어뜨린 두 물체의 경우, 무거운 물체가 가벼운 물체보다 빨리 낙하한다고 설명하고 있었다. 아리스토텔레스의 운동론은 관념적인 것이었다. 이에 대해서 갈릴레이는 운동을 실험과 관찰을 통해서 파악할 것을 주장하였다. 그 과정에서 기존의 아리스토텔레스의 낙하운동에 대한 명제를 실험으로 확인하고자 하였다.
 
실제로 갈릴레이가 무거운 공과 가벼운 공을 동시에 낙하시켜서 두 공이 바닥에 동시에 떨어지는 것을 보였다고 한다. 하지만 공기 중에서 쇠공과 깃털을 동시에 떨어뜨리면 쇠공이 먼저 떨어지는 것을 볼 수 있다. 즉 갈릴레이의 낙체법칙은 공기 저항이 없는 진공 중에서 같은 높이에서 가만히 놓아서 동시에 떨어뜨린 물체는 동시에 도착한다고 제한적으로 서술된다.
 
이후의 뉴턴의 역학에서 가속도의 개념이 명확해지므로 현재는 가속도를 사용하여 낙체법칙을 다음과 같이 다시 서술할 수 있다. 진공 중에서 자유낙하하는 모든 물체는 질량에 무관하게 같은 가속도를 가지고 운동한다. 실험적으로 스트로보스코프(stroboscope)와 같이 낙하 순간을 연속적으로 측정할 수 있는 장치를 사용하면 같은 가속운동을 한다는 사실을 보일 수 있다.