На каком основании можно считать движение шарика свободным падением?

Когда  на шарик действует только гравитационная  сила

Если сила притяжения шарика к земле больше других сил, например как сопротивление воздуха и т.д.

1. при подъеме растет потенциальная энергия, при падении потенциальная падает, кинетическая растет2. в результате удара шара о плиту происходит превращение механической энергии, которой обладал в начале опыта шар, во внутреннюю энергию тела3. внутренняя энергия - это которая содержится в атомах и молекулах в виде механической энергии движения и соударения молекул (зависит от температуры) , в виде энергии электронов в атомах и в виде ядерной энегии протонов и нейтронов в ядрах атомов. 4.внутренняя энергия тела (обозначается как  e  или  u)  — это сумма энергиймолекулярных взаимодействий  и  тепловых движений молекул. внутренняя энергия является однозначной функцией состояния системы, поэтому она не зависит от движения и положения относительно других тел.

другими словами, внутренняя энергия раскалённого ядра не зависит от того летит ядро или уже упало.

Оценим среднее расстояние между соседними молекулами разреженного газа  для конкретного случая - азот при давлении 1 атм и температуре 300к. для этого найдем объем, который в этом газе приходится на одну молекулу, а  дальше все получится просто. итак, возьмем моль азота при этих условиях и найдем объем указанной в условии порции, а затем разделим этот объем на число молекул: v= r·t/p·nа= 8,3·300/105·6·1023 = 4·10-26 м3. будем  считать, что объем разделен на плотно упакованные кубические клетки, а  каждая молекула «в среднем» сидит в центре своей клетки. тогда среднее  расстояние между соседними (ближайшими) молекулами равно ребру  кубической клетки: d = (v)1/3 = 3·10-9 м.