通过反复实验，伽利略得出结论，如果不考虑空气阻力，轻、重物体的自由落体速度是相同的，即重力加速度的大小是相同的。

如果我们从牛顿万有引力定律来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，两个重量不同的物体在地球引力场中自由落体时，会得到相同的加速度。因此，两个球同时下落的实验结果符合万有引力定律。也就是说，伽利略的实验是正确的，因为它们与根据万有引力定律所做的理论分析是一致的。然而，万有引力定律的完全成立需要一定的条件。必须假定任何两个中性物体之间的相互作用完全符合万有引力定律，并且假定任何两个物体的场的定律与地球场的作用定律完全相同，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。

当以地球的中心作为参考点来描述地球上空物体的运动时，如果物体绕地球作匀速圆周运动，则作用于该物体在与地球中心直线方向上的外力就是指向地球中心的向心力

这个向心力是由物体与地球之间的万有引力提供的，即F方向=F，根据牛顿第二定律推导出向心力的公式：F=ma和万有引力定律的公式：就可以得到

在上式中，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是物体绕地球作恒定圆周运动所产生的向心加速度，也就是这里物体的引力加速度，N是引力常数。

现在让我们看看地面上的物体在自由落体的情况，地球对物体的引力大于物体在那个位置绕地球做恒定圆周运动所需的向心力，所以物体会自由落体。自由落体时作用在物体上的合力为：

F和F百万

由上面导出的物体重力加速度公式可以看出，在离地高度相同的两个物体，无论其质量、大小、结构和密度如何，其重力加速度都是完全相同的。

因为根据场间作用定律，物体之间的引力作用实际上是由物体之间的场产生的。同样对于任何两个物体与地球之间的引力作用，也借助于场的作用。只有当任何两个物体本身在场和地场之间产生的引力具有完全相同的定律，并且产生的引力加速度始终可以完全相同，并且两个球可以同时落地时，万有引力定律才严格有效。然而，实际情况是，万有引力定律只是一个近似值。一般来说，任意两个物体场与地面场之间的作用规律并不严格遵循万有引力定律，产生的重力加速度也会有一定的差异。因此，严格地说，任何两个从同一高度自由下落的物体不会同时下落