L’accelerazione costante è quando la velocità con cui cambia la velocità o la velocità di un corpo – quanto sta accelerando o rallentando – rimane la stessa durante un determinato periodo di tempo. Accelerazione, velocità e spostamento sono le tre grandezze principali che descrivono il movimento di un corpo. Lo spostamento è la misura della distanza percorsa da un corpo. La velocità descrive quanto velocemente sta viaggiando il corpo, quanta distanza sta coprendo durante un determinato periodo di tempo. L’accelerazione è la misura della variazione della velocità, ovvero come la velocità di un corpo cambia in un determinato momento.
Isaac Newton fu il primo a collegare l’accelerazione con la forza. La seconda legge del moto di Newton afferma che la forza che agisce su un corpo (F) può essere descritta in termini della sua massa (m) e della sua accelerazione (a) dall’equazione F=ma. Ciò significa che un corpo sottoposto a una forza costante sperimenterà un’accelerazione costante. L’unità metrica della forza è chiamata Newton (N) e una forza di 1 Newton farà accelerare un corpo di 2.2 libbre (1 kg) a 3.28 piedi (1 m) al secondo al secondo (ms2). Ciò significa che, da un punto di riposo, dopo un secondo, il corpo si muoverà a 3.28 piedi (1 m) al secondo e dopo 10 secondi si muoverà a 32.8 piedi (10 m) al secondo.
Qualsiasi oggetto influenzato dalla gravità subisce un’accelerazione costante. Si suppone che Newton abbia ideato la sua teoria della gravità quando una mela è atterrata accanto a lui mentre era seduto sotto un albero. Non si sa se questa storia sia vera, ma ciò che si sa è che Newton ha dedotto che una mela cade a causa di una forza che agisce tra la Terra e la mela, e che questa forza è il risultato delle rispettive masse.
Prima di Newton, si pensava generalmente che gli oggetti più pesanti cadessero più rapidamente degli oggetti più leggeri. Un sasso pesante cade più velocemente di una piuma leggera, ma questo non ha nulla a che fare con le rispettive masse. Il calcolo dell’accelerazione causata dalla gravità sulla Terra dipende dal raggio dell’oggetto, dalla sua massa e da un numero noto come costante della forza gravitazionale. Sulla superficie terrestre, tutti gli oggetti subiscono un tasso di accelerazione costante di circa 9.81 ms2, sebbene questo cambi leggermente con la latitudine perché la Terra non è una sfera perfetta.
Le differenze di movimento tra una piuma e una roccia mentre cadono sono causate dalla forza di attrito delle particelle d’aria che agiscono su di esse. Questa forza si oppone alla gravità ed è il risultato delle loro forme piuttosto che delle loro masse. Una piuma è soggetta a molto più attrito con l’aria di una roccia. Sulla Luna, dove non c’è atmosfera, entrambi gli oggetti cadrebbero alla stessa velocità.