속도를 변화시키려면 물체가 움직이는 방향이나 속력을 바꾸면 된다. 이때 속도의 변화율을 가속도라고 하며, 이를 식으로 나타내면 다음과 같다.

가속도는 속도가 증가할 때뿐만 아니라 속도가 감소할 때도 사용된다. 즉 속도가 증가할 때 가속도는 양의 값을 가지고, 속도가 감소할 때는 가속도가 음의 값을 가진다. 60km/h로 달리고 있던 자동차가 브레이크를 밟아서 방향은 바뀌지 않고 속력이 30km/h로 줄어들었다면 이때 가속도의 값은 -30km가 된다. 일정한 속도로 달린다고 하더라도 원형의 도로를 달리거나 커브를 돌 때는 방향이 계속해서 바뀌므로 가속도가 생긴다.

경사면을 따라 공을 굴러내려 보자. 이때 공은 매초마다 같은 양으로 일정하게 속도가 증가한다. 즉 공은 가속도의 변화 없이 구르는 것이다. 이는 마찰을 무시할 때 공에 작용하는 힘은 중력뿐이므로 공에 작용하는 힘이 일정하기 때문이다. 경사가 급할수록 가속도가 커지며, 점점 경사가 커져서 경사면의 각도가 90도, 즉 수직일 때 공은 최대 가속도를 갖는다. 이 운동이 바로 자유낙하운동이다.

자유낙하운동에서의 가속도는 중력가속도와 같으며 이를 g로 나타내고 값은 약 9.8m/s2이다. 이를 속도=가속도*시간의 식에 대입하면 자유낙하하는 물체의 속도는 다음 표와 같다.

이 수식을 보면 자유낙하하는 물체의 낙하속도는 물체의 무게와는 상관없이 항상 시간에 따라 일정하다는 것을 알 수 있다. 즉 공기의 저항을 무시할 수 있다면 무거운 쇠공을 떨어뜨리건 가벼운 고무공을 떨어뜨리건 부피나 질량에 상관없이 같은 속도로 땅에 떨어지는 것이다. 일찍이 이를 실험으로 증명해 보인 것이 저 유명한 갈릴레이의 피사의 사탑 실험이다.