Рассмотрим вопрос о движении тел под действием силы тяжести. Если модуль перемещения тела много меньше расстояния до центра Земли, то можно считать силу всемирного тяготения во время движения постоянной, а движение тела равноускоренным. Самый простой случай движения тел под действием силы тяжести — свободное падение с начальной скоростью, равной нулю. В этом случае тело движется прямолинейно с ускорением свободного падения по направлению к центру Земли. Если начальная скорость тела отлична от нуля и вектор начальной скорости направлен не по вертикали, то тело под действием силы тяжести движется с ускорением свободного падения по криволинейной траектории.
При больших значениях начальной скорости необходимо учитывать шарообразность Земли и изменение направления вектора силы тяжести в разных точках траектории.
Первая космическая скорость. При некотором значении начальной скорости тело, брошенное по касательной к поверхности Земли, под действием силы тяжести при отсутствии атмосферы может двигаться по окружности, не падая на Землю и не удаляясь от неё.
Скорость, с которой происходит движение тела по круговой орбите под действием силы всемирного тяготения называется первой космической скоростью .
Определим первую космическую скорость для Земли. Если тело под действием силы тяжести движется вокруг Земли равномерно по окружности радиусом R , то ускорение свободного падения является его центростремительным ускорением:
(11.1)
Отсюда первая космическая скорость равна
(11.2)
Подставив в выражение (11.2) значение радиуса Земли и ускорения свободного падения у её поверхности получим, что первая космическая скорость для Земли 
Первая космическая скорость для любого тела также определяется выражением (11.2) . Ускорение свободного падения на расстоянии R от центра небесного тела можно найти, воспользовавшись вторым законом Ньютона и законом всемирного тяготения :
(11.3)
Из выражений (11.2) и (11.3) получаем, что первая космическая скорость на расстоянии R от центра небесного тела массой М равна
(11.4)
При достижении некоторого значения скорости, называемого второй космической скоростью , космический корабль уходит от Земли безвозвратно. У поверхности Земли вторая космическая скорость равна 11,2 км / с.