Svar:
Frank! Det var Galileo Galilei som först utförde experiment och resonerade om detta, se Galileo_GalileiPhysics. Einstein använde ekvivalensen mellan acceleration och gravitation som ett grundantagande för sin allmänna relativitetsteori. Av detta följer direkt att alla kroppar faller lika snabbt i ett tyngdkraftfält. Man kan alltså byta ut ett tyngdkraftfält med en acceleration i motsatt riktning.

Låt oss säga du står i en hiss som befinner sig på marken (se nedanstående bild från länk 1). Du släpper ett föremål som faler nedåt. På grund av ovanstående ekvivalensprincip kan vi byta ut tyngdkraftfältet mot en lika stor acceleration uppåt. Det är uppenbart i detta fall (till höger i figuren) att fallhastigheten är helt oberoende av massan hos föremålet eftersom det ju står stilla (påverkas inte av någon kraft) medan hissen och du (som står på golvet) accelererar uppåt.

Se fråga [13663] för en kul demonstration.

Tillägg om ekvivalensprincipen

Engelska Wikipedia definierar ekvivalensprincipen som (Equivalence_principle):

In the physics of general relativity, the equivalence principle is any of several related concepts dealing with the equivalence of gravitational and inertial mass, and to Albert Einstein's observation that the gravitational "force" as experienced locally while standing on a massive body (such as the Earth) is actually the same as the pseudo-force experienced by an observer in a non-inertial (accelerated) frame of reference.

Ekvivalensprincipen förekommer även i en svagare form i klassisk newtonsk fysik: ekvivalensen mellan tung och trög massa, dvs att massan m som förekommer i uttrycket

F = m a

är samma som förekommer i Newtons gravitationslag

F = G M m/r²

dvs accelerationen a ges av

a = G M/r²

oberoende av m.

Av detta följer att alla föremål faller med samma acceleration i ett gravitationsfält (bortsett från luftmotståndet).

Länk 2 innehåller Galileis teoretiska argumentation för ekvivalensprincipen. Se A Cultural History of Gravity and the Equivalence Principle för diskussion om tidigare funderingar (den Bysantinske filosofen Iohannes Philiponus).

/Peter E 2010-09-05