Ускорение свободного падения зависит от массы планеты и её радиуса и выражается формулой:

g = G*M/R^2,

где g - ускорение свободного падения, G - гравитационная постоянная, M - масса планеты, R - радиус планеты.

Для Земли:
g(земля) = G*M(земля)/R(земля)^2.

Для Марса:
g(марс) = G*M(марс)/R(марс)^2.

Если удвоить диаметр (или радиус) Земли, то новый радиус будет R(земля)2, а если утроить, то новый радиус будет R(земля)3.

Аналогично для Марса.

Теперь для каждой планеты найдем отношение ускорения свободного падения при удвоении и утроении диаметра к ускорению на поверхности планеты до увеличения диаметра:

Для Земли:
g(земля,'удвоение') / g(земля) = GM(земля)/(R(земля)2)^2 R(земля)^2/(GM(земля)) = 1/4.

g(земля, 'утроение') / g(земля) = GM(земля)/(R(земля)3)^2 R(земля)^2/(GM(земля)) = 1/9.

Для Марса:
g(марс,'удвоение') / g(марс) = GM(марс)/(R(марс)2)^2 R(марс)^2/(GM(марс)) = 1/4*0.533/0.107 = 2.65.

g(марс, 'утроение') / g(марс) = GM(марс)/(R(марс)3)^2 R(марс)^2/(GM(марс)) = 1/9*0.533/0.107 = 1.325.

Таким образом, ускорение свободного падения на Земле при удвоении диаметра уменьшилось бы в 4 раза, а при утроении - в 9 раз. На Марсе при удвоении диаметра ускорение увеличилось бы в 2.65 раз, а при утроении - в 1.325 раз.