物体下落是一种常见的现象，但对我们来说，这也是一个非常好的研究力学的例子，它可以帮助我们看到一些“常识”跟科学的巨大分歧。对于不懂力学的人来说，他们可能认为重的物体比轻的物体下落得更快。就连亚里士多德也曾经这么认为。虽然对这个问题的观点在很长一段时间里曾经有过分歧，但是一直到17世纪，它才被伽利略真正地驳斥。不得不说，伽利略是一位伟大的自然科学家，他不仅致力于物理学知识的普及，还教给了我们思想方法。他指出：
根本不用做实验，只需要用非常简单的推论，就可以证明，那些认为较重的物体比同种物质构成的较轻的物体下落得快，这种说法是错误的……
假设两个下落的物体的自然速度不同，我们不妨把速度较快的物体和速度慢一些的物体连接到一起。那么，很显然，对于刚才速度快的物体来说，它的速度将被另一个阻滞、变慢；而另一个物体的速度会变快。但是，如果这是真的不妨再假设在开始的时候，大物体的速度是8，而小物体是4，那么当它们连接到一起后，得到的速度应该比8小。但是，当这两个物体连在一起后，它们的质量明显比两个物体中任何一个物体都大。这样的话，我们就得出了这样的推论：较重的物体的下落速度比较轻的物体还要小。显然，这跟前面的假设是矛盾的。所以，根据较重的物体下落得比较轻的物体快的说法，我们就可以得出这样的结论：较重的物体下落得更慢。
现在，我们已经知道：在真空中，一切物体下落的速度都是相同的，而在空气中，物体下落的速度之所以不同，是因为空气阻力的影响。空气对运动物体的阻力，只与物体的尺寸和形状有关。这样的话，可能有的读者会问：既然如此，如果两个物体的大小和形状都相同，但是质量不同，它们下落的速度是不是应该相同？在真空中，它们的速度是相等的，在空气阻力的影响下，它们减小的速度也应该相等。比如，同样直径的铁球和木球，它们下落的速度应该相等。很明显，这个推论与实际情况是不一致的。
那么，对于这个错误的推论，该如何解释呢？
在Chapter 1中，我们讲到了“风洞实验”。这里，也可以用其进行分析。假设有一个竖立的风洞。我们把同样尺寸的木球和铁球挂在风洞里面，从下端吹来空气流，作用于它们身上。也就是说，在风洞中，我们把要研究的现象由“下落”变成了“吹起”。那么，这时候，哪个球会先被空气流吹走呢？很明显，虽然作用于这两个球的力量是相等的，但是这两个球得到的加速度是不同的。木球得到的加速度会更大一些。关于这一点，可以通过公式F = ma得出。如果把这个现象进行还原，就应该是木球在下落的时候落在了铁球的后面。换句话说，在空气中，铁球比同体积的木球下落得更快一些。
再看一个例子。你是否玩过从山顶上向下扔石头的游戏？在扔石头的时候，你可能没有注意一个现象：大石头要比小石头飞得远一些。这个现象解释起来也很简单：在飞行途中，大石头和小石头受到的阻力是差不多的，但是大石头的动能比较大，所以它比较容易克服阻力。
科学家在计算人造地球卫星的寿命时，会特别注意截面负载的大小。通过前面的分析，我们知道：在环绕地球飞行的时候，人造卫星横截面上每平方厘米的质量越大，它就能在轨道上维持得越久。在其他条件相同的情况下，空气阻力对它的运动的影响也会比较小。
在进入轨道以后，人造地球卫星通常会脱离运载火箭的最后一级。这时候，运载火箭的最后一级会跟人造卫星一样，围绕地球运行。需要注意的是，在离开运载火箭以后，虽然最初的轨道基本上是完全一样的，但装有各种仪器的容器围绕地球旋转的时间会比运载火箭的最后一级久一些。这是因为，这时候，一级火箭的燃料已经用完，它里面是空的，跟装满各种科学仪器的人造卫星相比，它的截面负载要小得多。
飞行中的人造卫星的截面负载也不是固定不变的。这是因为，在飞行过程中，它会毫无规则地“翻筋斗”，跟运动方向垂直的横截面的面积会不断变化。但是，如果卫星是球形的，它的截面负载就是固定的。所以，我们还可以通过观测卫星的运动来研究高空中的大气密度。
