两个铁球同时落地的原理是自由落体定律。这一定律基于牛顿的万有引力定律，指出在地球引力场中，不论物体的重量如何，它们在自由落体运动中的加速度都是相同的。因此，两个不同重量的铁球会同时落地，这一实验结果与万有引力定律相符。

自由落体运动的特点体现在“自由”二字上，具体包括：

1. 物体开始下落时是静止的，即初速度V=0。如果物体的初速度不为0，即使竖直下落，也不能称为自由落体。

2. 物体下落过程中，除了受到重力的作用外，不受到其他任何外力的作用，包括空气阻力。或者可以说，物体下落时外力的合力为零。

3. 在相同的高度下，所有物体进行自由落体运动时，它们的下落时间是相同的。

重点和关键是理解所有物体下落的加速度都是重力加速度g，这一点需要摒弃日常经验中“重物落得快，轻物落得慢”的错误观念。由于自由落体运动是初速度为零，加速度等于重力加速度的匀加速直线运动的特例，因此初速度为零的匀加速直线运动公式及匀变速运动的推论对自由落体运动同样适用。

自由落体运动是一种只受重力作用的运动。如果物体在下落过程中所受空气阻力远小于重力（可以忽略不计），那么物体的下落运动也可以被视为自由落体运动。伽利略对自由落体运动的研究包括否定亚里士多德关于重物体下落快、轻物体下落慢的观点，提出自由落体运动是一种最简单的变速运动——匀变速运动，并通过间接验证的方法来支持这一假说。