Как зависит скорость падения шарика от его диаметра?

Если без воздуха, то никак. А если в воздушной среде, то:

Различие в предельной скорости разных тел одинаковой формы, но разных размеров объясняется зависимостью сопротивления среды от размеров тела. Оказывается, что сопротивление приблизительно пропорционально площади поперечного сечения тела. При одной и той же форме тела из данного материала площадь его поперечного сечения, а значит и сила сопротивления воздуха, растет с увеличением размеров медленнее, чем сила тяжести: площадь поперечного сечения растет как квадрат размера, а сила тяжести — как куб размера тела

Зависит от массы тела

Жуть... уточните в какой среде падает шарик.
Если в вакууме то до фонаря... а если нет то обратно пропорционально его диаметру..

Если в вакуумеесли размером шара в сравнении с размером Земли можно пренебречь, то-никак.