Tal como explica la RAE en su Diccionario del estudiante, en natación libre ‘se emplea en plural, pospuesto a una expresión de longitud, para expresar la modalidad de competición en que cada nadador puede elegir su estilo’, con el ejemplo Hoy se disputa la final de los cien metros libres.

No se trata del mismo caso que la braza y la espada, porque estos últimos son sustantivos y por tanto lo normal es que sean invariables en aposición. En cambio, libre es adjetivo y debe concordar con el sustantivo al que se aplica. Tampoco es apropiado considerarlo una elipsis de cien metros [de estilo] libre (resultaría igualmente impropio pasar, por ejemplo, de puertas de color rojo a puertas rojo).