SCIENCE 3D | 자유 낙하 (낙하 법칙)

무슨 일이 일어났나

자유 낙하는 공기 저항 없이 중력만 받아 떨어지는 운동으로, 빠르기가 1 초마다 약 9.81 m/s 씩 늘어납니다.

시뮬레이터에서 20 m 높이의 공은 2.02 초 만에 땅에 닿고, 닿는 순간 빠르기는 19.8 m/s 입니다.

높이를 4 분의 1 인 5 m 로 줄이면 시간은 절반인 1.01 초가 됩니다 — 정지에서 출발해 떨어진 거리가 시간의 제곱에 비례하기 때문입니다.

NASA 는 이것을 «진공에서는 모든 물체가 같은 빠르기로 떨어진다» 는 갈릴레이의 원리로 소개합니다.

표준 중력 가속도는 9.806 65 m/s² 로 약속한 값이고(NIST), NASA 글렌은 지구 표면 값을 9.8 m/s² 로 적습니다.

📸 진짜 모습

NASA 루이스 연구 센터 무중력 연구 시설의 낙하 통로 안으로 실험 꾸러미가 곧장 떨어지고 있는 모습입니다.
출처: NASA/GRC · 퍼블릭 도메인 · NASA 그림 창고 원본 ↗

💡 생활 속 예시

놀이공원 수직 낙하 기구가 꼭대기에서 떨어지는 처음 몇 초 동안 몸이 붕 뜨는 것은, 의자와 내가 함께 거의 자유 낙하하기 때문입니다.
식탁 높이에서 숟가락과 포크를 동시에 놓으면 거의 함께 바닥에 닿습니다 — 둘 다 공기 저항이 작습니다.
수도꼭지에서 흘러내리는 물줄기가 아래로 갈수록 가늘어지는 것은 물이 떨어지며 빨라지기 때문입니다.

🙅 오해 깨기오해 모음 보기

무거운 물체가 가벼운 물체보다 먼저 떨어진다.
NASA 기록에 따르면 공기가 없는 달에서 망치와 깃털을 함께 놓자 같은 가속도로 떨어져 동시에 닿았고, NASA 는 함께 놓은 물체는 질량과 상관없이 같은 빠르기로 떨어진다고 적습니다. 출처
떨어지는 물체는 처음부터 끝까지 같은 빠르기로 떨어진다.
떨어지는 물체는 점점 빨라집니다. Museo Galileo 의 경사면 장치 설명처럼, 정지에서 출발해 지나는 거리는 시간의 제곱에 비례합니다. 출처

누가 왜 찾았나

갈릴레이는 떨어지는 물체의 법칙 — 정지에서 출발해 지나는 거리가 시간의 제곱에 비례한다 — 을 1638 년 레이던에서 낸 『새로운 두 과학』에 정리했습니다. 박물관의 경사면 장치는 공이 같은 시간마다 1 : 3 : 5 … 로 늘어나는 거리를 지나는 모습으로 이 법칙을 보여 줍니다. 피사의 사탑에서 무거운 공과 가벼운 공을 떨어뜨렸다는 이야기는 «전해 오는 이야기» 입니다.

확인된 값

표준 중력 가속도 (정의값): 9.80665 m/s² 출처
갈릴레이 『새로운 두 과학』(Discorsi) 이 나온 해: 1638 출처
정지에서 출발한 낙하 거리 ∝ 시간의 제곱: d ∝ t² 출처
진공에서는 모든 물체가 같은 빠르기로 떨어진다: same rate in a vacuum 출처
지구 표면 중력 가속도 (NASA 글렌): 9.8 m/s² 출처
함께 놓은 물체는 질량과 상관없이 같은 빠르기로 떨어진다 (NASA): same rate regardless of mass 출처

교육과정에서는

한국 2022 · 과학(중학교) · 운동과 에너지 [9과19-02]
한국 2022 · 통합과학1 · 시스템과 상호작용 [10통과1-03-03]
일본 · 高等学校物理基礎 (1) 物体の運動とエネルギー

출처

https://physics.nist.gov/cgi-bin/cuu/Value?gn(확인 2026-11-12)
https://catalogue.museogalileo.it/section/ScienceOfMotion.html(확인 2026-11-12)
https://catalogue.museogalileo.it/multimedia/InclinedPlaneBis.html(확인 2026-11-12)
https://www1.grc.nasa.gov/beginners-guide-to-aeronautics/ballistic-flight-equations/(확인 2026-11-12)
https://nssdc.gsfc.nasa.gov/planetary/lunar/apollo_15_feather_drop.html(확인 2026-11-12)

자유 낙하 (낙하 법칙)