兩個鐵球同時落地原理是自由落體定律。兩個不同質量不同體積的物體,由于它們材質相同、密度相同,而且根據自由落體與地心引力的原理,所以下落速度一樣。

傳聞1590年，伽利略在比薩斜塔上做了“兩個鐵球同時著地”的實驗，得出了重量不同的兩個鐵球同時下落的結論，從此推翻了亞里士多德“物體下落速度和重量成正比例”的學說，糾正了這個持續了1900多年之久的錯誤結論。但這是不太可能存在的，不同重量的物體只有在真空條件下才可能同時落地，當美國宇航員大衛·斯科特登月后曾嘗試于同一高度同時扔下一根羽毛和一把鐵榔頭，并發現它們同時落地，這才證明了自由落體定律的正確性。即使伽利略真的做過這個實驗，那也是局限于當時的科技程度這才“看上去”同時落地的。關于自由落體實驗，伽利略做了大量的實驗，他站在斜塔上面讓不同材料構成的物體從塔頂上落下來，并測定下落時間有多少差別。結果發現，各種物體都是同時落地，而不分先后。也就是說，下落運動與物體的具體特征并無關系。無論木制球或鐵制球，如果同時從塔上開始下落，它們將同時到達地面。伽利略通過反復的實驗，認為如果不計空氣阻力，輕重物體的自由下落速度是相同的，即重力加速度的大小都是相同的。

我們若從牛頓的萬有引力定律分析自由落體的運動規律，任意兩個物體之間都遵循著萬有引力定律，輕重不同的兩個物體在地球的引力場中做自由落體運動都將獲得相同的加速度，所以實驗得出大小兩球同時落地的結果是符合萬有引力定律的。就是說伽利略的實驗結論和從萬有引力定律所做的理論分析是完全一致的，從這一點來說，伽利略的實驗是正確的。但是，萬有引力定律完全成立是需要一定的條件的，必須假定任意兩個中性物體之間的相互作用都是完全遵從萬有引力定律的，任意兩個物體場都與地球場作用的規律完全相同，而其實不然。