No caso de uma bola e uma pena em queda livre no vácuo, ambas caem na mesma proporção. Este fenômeno é conhecido como relatividade de Galileu ou princípio de equivalência, que afirma que se dois objetos forem largados ao mesmo tempo no mesmo campo gravitacional, eles acelerarão na mesma proporção.

Isto foi notoriamente demonstrado por Galileu na sua experiência ao deixar cair duas bolas de massas diferentes da torre inclinada de Pisa, mostrando que ambas atingiram o solo ao mesmo tempo.

Assim, na ausência de resistência do ar, tanto a pena como a bola atingiriam o solo ao mesmo tempo no vácuo.