Loi selon laquelle, en un même lieu et en absence de résistance de l'air, tous les corps ont le même mouvement de chute libre s'effectuant avec la même accélération g, quel que soit le corps pesant. (g est l'accélération de la pesanteur au point considéré.)
Elle dépend beaucoup de la stature et de la position (environ 180 km/h pour un adulte de constitution moyenne stable à plat ; moins pour un enfant ; plus lorsque le chuteur se met en boule ; et jusqu'à plus de 300 km/h pour un chuteur arrivant à tenir une position stable tête en bas).
La chute libre est le mouvement vertical effectué par un objet lorsqu'il ne subit que l'effet de la force gravitationnelle. Si on néglige le frottement de l'air, un objet qui effectue un mouvement de chute libre subit toujours une accélération de 9,8m/s2 orientée vers le sol.
En première approximation le concept de chute libre s'applique aussi à la chute d'un objet dans l'atmosphère, du moins lorsque les forces autres que le poids (poussée d'Archimède, résistance de l'air et force de Coriolis) peuvent être considérées comme négligeables.
L'intensité du champ gravitationnel terrestre est telle que, pour chaque seconde d'attraction – c'est-à-dire pour chacune des secondes que dure la chute de l'objet – la vitesse de l'objet augmente de 9,8 mètres par seconde, soit 35 kilomètres par heure.
V = gt est l'équation utilisée pour calculer la vitesse durant la chute libre. Dans cette équation, « V » correspond à la vitesse de chute en mètres par seconde, « g » à l'accélération gravitationnelle en mètres par seconde au carré et « t » au temps de chute en seconde.
L'attraction générée par la Terre sur une masse lourde est plus intense que celle générée sur une masse légère. Mais la mise en mouvement d'une masse lourde demande aussi plus d'énergie : c'est l'inertie. Or, lors d'une chute, attraction et inertie se compensent parfaitement et la vitesse est toujours la même.
La vitesse de la chute libre varie en fonction du poids, de la hauteur du saut et de la position, mais elle se situe généralement aux alentours des 200 km/h !
Galileo Galilei, dit Galilée.
Le record de vitesse reste imbattu
Alan Eustace a atteint, pendant cette chute, une vitesse maximum de 1 322,9 km/heure, ou 1,24 fois la vitesse du son, déclenchant un petit bang supersonique. En 2012, Felix Baumgartner avait atteint la vitesse de 1,357,6 km/h, un record de vitesse en chute libre qui tient toujours.
La première loi de Newton s'applique sur : - un système dont le centre de gravité est en mouvement rectiligne uniforme (trajectoire droite et vitesse constante) ; - un système soumis à des forces qui se compensent.
La formule de la vitesse d'une chute libre est égale à la racine carrée du double produit g × h où g représente l'accélération du champ de pesanteur (pour la Terre, l'accélération vaut 9,81 m.s-2) et h la hauteur en mètres. On obtient : v = √[2×g×h] en m/s ou m.s-1.
La hauteur maximale atteinte par la balle après le premier rebond est de 5,4 mètres.
Ces constatations confirment le principe d'inertie énoncé par Newton en 1686 : « Dans un référentiel galiléen, lorsque les forces qui s'exercent sur un système se compensent, ce système est soit immobile soit en mouvement rectiligne uniforme : où est un vecteur constant. »
La hauteur maximale (flèche), ℎ , d'un projectile peut être calculé comme suit ℎ = ? ( ? ) ? , s i n où ? est la vitesse initiale du projectile, ? est l'angle de projection mesuré au-dessus du plan horizontal, et ? est l'accélération de pesanteur.
Mais quel rapport avec Galilée? Le célèbre savant italien avait imaginé une expérience pour savoir si deux corps de nature différente tombent du haut d'une tour à la même vitesse. La réponse est oui: le plomb tombe aussi vite que la plume, sous réserve d'être dans le vide ou de négliger les frottements.
La gravité agit sur tout les corps. Ce qui fait que la Lune ne tombe pas, c'est qu'elle a une vitesse propre qui est suffisante pour se déplacer avant de s'écraser sur la Terre.
La pomme et la Lune sont toutes les deux en chute libre.
110 km/h sur autoroute ; 100 km/h sur les sections d'autoroute où la vitesse maximale autorisée est inférieure à 130 km/h et sur route à chaussées séparées par un terre-plein central ; 80 km/h sur les autres routes.
Comme vous pouvez le voir, l'idée est qu'en position à plat ventre, posé sur l'air, vous ameniez votre nombril le plus bas possible. Cela va devenir votre centre de gravité lors de la chute libre. Plus vous réussirez à pousser le nombril vers l'avant, plus la position sera stable.
Lorsque le parachutiste ouvre son parachute, l'air s'engouffre dans la voilure et impose une forte résistance, initialement plus grande que le poids : la chute est freinée en quelques secondes d'environ 200 km/h à 15 km/h, procurant une accélération vers le haut entre 3 et 6 g, donnant au parachutiste l'impression ...
Pour les «scientifiques» de l'Antiquité, c'est le marteau qui arrive au sol bien avant! Aristote pensait que plus une boule était massive, plus elle tombait vite: «une boule de fer tombera 100 fois plus rapidement qu'une autre boule 100 fois plus légère».
À la différence de la masse, qui est une quantité de matière, le poids est la force que la gravité applique sur cette masse. Ce poids s'exprime en newtons (N). Sur Terre, une masse de 1 kg est attirée vers le bas par une force d'environ 10 newtons. La gravité régit le mouvement de tous les objets dans l'Univers.
On lit parfois qu'en relativité, la masse augmente avec la vitesse. La masse est un invariant, elle n'augmente pas avec la vitesse.