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Erdbeschleunigung Die Schwerebeschleunigung (Erdbeschleunigung, Fallbeschleunigung) gibt an, wie schnell Gegenstände auf der Erde fallen. An der Erdoberfläche beträgt ihr Mittelwert g = 9,81 m/s², variiert aber wegen Zentrifugalkraft, Erdabplattung und Höhenprofil regional um einige Promille. Die Norm-Fallbeschleunigung ist definiert als 9,80665 m/s². Allgemein hängt die Schwerebeschleunigung von der Masse des Himmelskörpers ab. Die Formel v(t) = g · t gibt an, welche Fallgeschwindigkeit v ein Gegenstand im Vakuum nach der Fallzeit t erreicht. Sie erhöht sich theoretisch in jeder Sekunde um den Wert g. Außerhalb des Vakuums verringert der Luftwiderstand je nach Körperform die Beschleunigung und führt zu einer maximalen Fallgeschwindigkeit. G-Kraft Als G-Kraft (richtiger hieße es G-Faktor) bezeichnet man die Belastung eines Körpers (z. B. von Menschen und anderen Lebewesen, aber auch von Gegenständen) durch Beschleunigung, insbesondere beim Start von Raketen, Kurvenflug von Kampfflugzeugen und Kunstfliegern sowie bei Fahrgeschäften wie z. B. Achterbahnen. Sie geben Auskunft über die Belastungen, denen die Fahrgäste ausgesetzt sind. 1 G entspricht der normalen Erdbeschleunigung, also 9,81 m/s². Höhere Beschleunigungen (siehe Zentripetalkraft und Zentrifugalkraft) werden durch die Erdbeschleunigung geteilt und entsprechend als G-Kraft angegeben. In Deutschland darf bei Fahrgeschäften ein Grenzwert von 6 G nicht überschritten werden. Bei dieser Belastung kann bereits Nasenbluten auftreten. Ab 8 G sind Schleudertraumata oder gar Knochenbrüche zu befürchten, ab 10 G kann man schon bei kurzer Einwirkung (<1 s) in Ohnmacht fallen. 14 G kann zum Tode oder zu schweren Verletzungen führen, selbst bei trainierten Kampfpiloten. Diese tragen die extra dafür gedachten G-Hosen, welche jedoch nur begrenzte G-Kräfte aushalten.

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Freier Fall Freier Fall in stroboskopischer Mehrfachbelichtung: Der Ball bewegt sich pro Zeiteinheit um jeweils zwei Längeneinheiten mehr fort, 1 + 3 + 5… (konstante Beschleunigung). Der freie Fall ist in der klassischen Mechanik die Bewegung eines Körpers unter dem ausschließlichen Einfluss der Schwerkraft. Über den freien Fall wurde schon in der Antike spekuliert. Galileo Galilei erforschte den freien Fall und führte dazu die schiefe Ebene als Versuchsanordnung ein. Seine Erkenntnis, dass die Bewegung im freien Fall unabhängig von Material und Größe des Körpers ist, ist zum Prinzip der Äquivalenz von träger und schwerer Masse geworden. Der näherungsweise freie Fall ist ein einführendes Experiment im Physikunterricht. Bis sich der Luftwiderstand bemerkbar macht, handelt es sich um eine gleichmäßig beschleunigte Bewegung, unter Vernachlässigung des statischen Auftriebs wird dabei meist die Fallbeschleunigung g verwendet. Beim Fall mit Luftwiderstand ist die Beschleunigung allerdings nicht konstant, die Geschwindigkeit nähert sich einer Grenzgeschwindigkeit an. Abweichungen vom freien Fall sind Gegenstand der Außenballistik. Albert Einstein nahm für seine Allgemeine Relativitätstheorie an, das natürliche Bezugssystem sei jenes, in dem der frei fallende Körper ruht. Danach ist der freie Fall völlig kräftefrei, der Körper also „schwerelos“, und die Gravitationskraft eine Scheinkraft. Aus dem einsteinschen starken Äquivalenzprinzip folgt, dass auch Licht „fällt“ – es breitet sich im fallenden Bezugssystem geradlinig aus, was experimentell bestätigt ist.

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