比萨斜塔实验——自由降落定律
如果从牛顿万有引力定律分析自由落体的运动规律，任何两个物体都遵循万有引力定律，两个不同重量的物体在地球引力场中自由落体时会得到相同的加速度，所以实验结果显示两个球同时落地是符合万有引力定律的。也就是说，伽利略的实验结论与从万有引力定律做出的理论分析是完全一致的。从这个角度来看，伽利略的实验是正确的。但万有引力定律完全成立需要一定的条件。必须假设任意两个中性物体之间的相互作用完全符合万有引力定律，任意两个物体场的作用规律与地面场完全相同，但事实并非如此。
重力加速度的公式可以由牛顿万有引力定律推导出来。
当地球上方的物体以地心为参考点来描述其运动时，它以匀速圆周绕地球运动。物体在与地心相连的方向上受到的合力是指向地心的向心力。这个向心力是由物体与地球之间的引力提供的，即F方向= F百万。根据牛顿第二定律公式后跟向心力:F=mg和万有引力定律公式:可用，
(当R & gt& gt小时)
上式中，m是地球的质量，m是物体的质量，r是地球的半径，h是物体离地面的高度，g是物体绕地球匀速圆周运动产生的向心加速度，也就是这里物体的重力加速度，g是重力常数。
我们来看一下地面以上物体自由落体的情况。在这种情况下，地球对物体的引力大于物体在这个位置绕地球做匀速圆周运动所需的向心力，所以物体会处于自由落体状态。物体自由落体所受的合力仍然是:f = F百万。
从上面推导的物体重力加速度公式可以看出，两个离地高度相同的物体，无论质量、大小、结构、密度如何，得到的重力加速度都是完全相同的。
因为根据场之间的相互作用定律，物体之间的引力相互作用实际上是借助于物体之间的场来起作用的。同样，任何两个物体与地球之间的引力也是借助场起作用的。只有当任意两个物体自身的场与高尔夫球场的引力相互作用具有完全相同的规律时，引力定律才严格成立，引力加速度才能始终完全相同，两个球才能同时落地。然而实际情况是万有引力定律只是一个近似。一般来说，任何两个物场与高尔夫球场的相互作用规律都不完全严格遵循万有引力定律，重力加速度会有一些差异。因此，任何两个物体并不总是同时从同一高度落下。
根据物质的核心和场理论，引力的本质是电场力，两个物体之间的引力只取决于物体场的结构和大小，而引力的大小主要取决于两个物体所带电场的数量，或者取决于物体的两性电荷之和(我们可以把一个中性物体中正负电荷之和称为物体两性电荷之和)。一般来说，物体携带的电场光子越多，物体的电量之和就越大。电场光子的数量很大程度上反映了物体的电量总和。引力与物体的质量(主要是电裸芯的质量)没有直接关系。因此，对于地球上两个质量相同(主要是裸核数量相同)的物体，带两性电荷的物体越大，地球引力越大，带两性电荷的物体越小，地球引力越小。地球上两个质量相同、结构性质不同的物体得到的重力加速度是不一样的。
与电粒子裸核组成的中性物体相比，单个自由的电粒子裸核，如电子或质子，在相同的外场环境下获得电场的能力最大，获得的电量也最大。对于两个中性物体，当每个中性物体中正负粒子的裸核数与另一个物体完全相等时，即当两个物体的裸核总质量完全相同时，结构松散的物体比结构紧密的物体具有更大的从外界空间环境获得电场的能力，因此该物体的总电荷(两性电荷之和)与其自身质量之比(可称为中性物体的荷质比)也大。那么当它与另一个物体，比如地球(电场)相互作用时，也受到地球引力的影响，加速度也大。据此推断，对于两个质量相同的物体，结构松散、密度小的物体会比结构紧密、密度大的物体受到更大的重力加速度，会先到达地面。
由于物质结构的差异，比如组成元素的不同，轻元素的原子核比元素周期表中的元素具有更强的充电能力，单位质量比重的轻元素的原子核具有更多的电场光子，具有很强的吸引原子核外电子的能力，整个原子也从周围空间吸收更多的电场光子，所以轻元素物质和重元素物质在同一个引力场中，比如地球场，具有不同的引力特性。产生不同的重力加速度g=F/m，轻元素物质或元素核在同一引力场中自由落体时产生的重力加速度大于轻元素物质或元素核，轻元素物质或元素核先落地。
两个球是否同时落地和等效原理的问题，必须从物质的微观结构和相互作用来分析。如果能做电子和质子自由落体的实验，就不会出现同时落体。从理论上可以知道，电子的引力与质子的引力相等，但电子的质量小于质子的质量，因此可以预测，电子将获得比质子更大的加速度，最先到达地面。
重做自由落体实验的关键条件是:结构密度不同，真空和落体距离足够长，严格控制条件，保证实验的准确性。
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[编辑本段]自由落体定律的建立
24岁的伽利略是意大利比萨大学的数学教授。当他遇到麻烦时，他经常去当地的教堂。教堂里的灯光在一条长长的链条上轻轻摇曳。1598的夏天，他发现这些灯总是以同样的速度摆动。
伽利略决定测量灯的摆动时间，于是他按住脖子上的脉搏，开始测量其中一盏灯的摆动速度，然后他又测量了另一盏稍微大一点的灯的摆动速度，发现两盏灯的摆动速度是一样的。他借了祭坛助手的长灯芯来点灯，用力地晃着两盏大小不一的灯。经过多天的计时测量，他发现，无论灯具的质量和电弧的长度，这些灯具沿电弧摆动所用的时间是完全一样的。
质量大的灯和质量小的灯以相同的速度沿弧线下落的发现，与持续了2000年的理论基础完全不同。伽利略被这一发现深深吸引。
站在比萨大学的课堂上，伽利略一手拿着一块砖，一手拿着两块水泥做的砖，好像在称它们的重量，比较它们的质量。他对学生们说:“亲爱的同学们，在观察了来回摆动的钟摆后，我得出一个结论，亚里士多德的观点是错误的。”
全班同学都很惊讶:“亚里士多德的观点错了？”！“每个人在学校的第一堂自然科学课上学到的第一件事就是古希腊哲学家亚里士多德的著作是科学的基础。亚里士多德的一个定理是，重物下落速度快是因为质量大。
伽利略爬上桌子，把砖头举到梅绮的高度，然后松手。砰的一声，两块砖头掉到了地板上。他问:“质量下降快吗？”
学生们摇摇头，两块砖头同时落地。
伽利略大叫:“再来一次！”他又把砖头扔了下去，学生们还站在那里。砰的一声，他又问:“质量下降快吗？”不，两块砖仍然同时落下。学生们目瞪口呆，伽利略当场宣布亚里士多德的结论是错误的。
但是，世人不愿意接受伽利略的科学发现。他的朋友里基，一个数学家，看到伽利略的砖头落地演示，说:“我只承认两块砖头和一块砖头落地的速度一样，但我还是不敢轻易相信亚里士多德的理论是错的。我们再找个例子来证明吧！”
伽利略认为他需要在公众面前做一个更有说服力的演示，让人们接受他的发现。据说，为了演示这一新发现，他站在著名的比萨斜塔顶上，从191英尺的高度同时投下一个1910磅的铅球。虽然无法确定是不是他把铅球扔在了塔上，但自由落体定律最终还是应验了。
可以吗？