같은 높이에서는 무거운 공이 먼저 떨어질까?

자유 낙하에서는 같은 장소의 가속도가 같습니다

공기 저항과 마찰을 무시하면 같은 장소에서 모든 물체는 질량과 관계없이 같은 중력가속도로 떨어집니다. 지구 표면의 평균값은 약 9.81 m/s²입니다.

20미터 높이에서 정지 상태로 놓으면 t=√(40÷9.81)≈2.02초입니다. 100그램인지 1킬로그램인지는 이 계산을 바꾸지 않습니다.

참고 · OpenStax — 공기 저항을 무시한 자유 낙하 ↗

낙하 시간은 높이의 제곱근에 비례합니다

높이를 두 배로 올린다고 시간이 두 배가 되지는 않습니다. 20미터에서 40미터로 바꾸면 시간은 √2배가 됩니다.

중력이 약한 달에서는 같은 높이의 낙하 시간이 더 깁니다. 활동에서 지구·달·화성의 대표 중력가속도를 바꾸어 관계를 확인할 수 있습니다.

현실에서는 모양과 공기가 다시 중요해집니다

깃털과 공을 공기 중에서 떨어뜨리면 공기 저항이 서로 다르게 작용합니다. 이 차이는 질량만의 효과가 아니라 모양·면적·속도·공기의 성질이 함께 만든 결과입니다.

따라서 계산 결과는 진공에 가까운 이상 모형의 예측입니다. 실제 물체의 도착 시간을 정밀하게 예측하려면 항력 모형과 측정이 더 필요합니다.