Im wyżej jesteś, kiedy skaczesz, tym bardziej boli, gdy uderzasz o ziemię. Ale faktycznie osiągasz maksymalną prędkość, przy której przyspieszenie ziemskiej grawitacji jest równoważone przez opór atmosfery w powietrzu. Prędkość maksymalna nazywa się prędkością końcową.
Prędkość końcowa zmienia się w zależności od ciężaru spadającego obiektu, jego powierzchni i tego, przez co spada. Na przykład piórko nie waży dużo i podczas opadania ma bardzo duże pole powierzchni w powietrzu. Jego prędkość końcowa jest znacznie mniejsza niż skała o tej samej masie. Dlatego mrówka może spaść z wysokiego budynku i wylądować bez szwanku, podczas gdy podobny upadek zabiłby cię. Należy pamiętać, że proces ten zachodzi w każdym gazie lub płynie. Prędkość końcowa określa prędkość opadania skały po upuszczeniu jej do wody.
Powiedzmy, że jesteś spadochroniarzem wyskakującym z samolotu. Jaka jest najszybsza prędkość? Prędkość końcowa spadochroniarza w pozycji swobodnego spadania, gdzie spada on brzuchiem w kierunku Ziemi, wynosi około 195 km / h (122 mil / h). Ale mogą ogromnie zwiększyć prędkość, kierując głowę w stronę Ziemi - nurkując w kierunku ziemi. W tej pozycji prędkość spadochroniarza wzrasta do ponad 400 km / h.
Światowy rekord prędkości w skokach spadochronowych jest utrzymywany przez Josepha Kittingera, który był w stanie spaść z prędkością 988 km / h poprzez prawidłowe ustawienie ciała i skakanie na dużej wysokości, gdzie jest mniejszy opór wiatru.
Grawitacja Ziemi przyciąga cię ze stałym przyspieszeniem 9,81 metra na sekundę. Bez oporu wiatru co sekundę spadniesz o 9,81 metra na sekundę. 9,81 metra na sekundę w pierwszej sekundzie, 19,62 metra na sekundę w następnej sekundzie itp.
Przeciwna siła atmosfery nazywa się drag. Ilość siły oporu wzrasta w przybliżeniu proporcjonalnie do kwadratu prędkości. Zatem, jeśli podwoisz swoją prędkość, doświadczysz kwadratu siły oporu. Ponieważ siła oporu rośnie znacznie szybciej niż stałe przyspieszenie, w końcu osiągasz idealną równowagę między siłą grawitacji i siłą oporu wszystkiego, przez co się poruszasz.
Jednak poza ziemską atmosferą nie ma prędkości końcowej. Będziesz tylko przyspieszał, dopóki nie zderzysz się z tym, co cię pociąga.
Napisaliśmy wiele artykułów o prędkości końcowej dla Magazynu Kosmicznego. Oto artykuł z definicją prędkości oraz artykuł o uczestniku X-Prize kończącym test zrzutu
Jeśli chcesz uzyskać więcej informacji na temat prędkości terminalu, zapoznaj się z wykładem na temat prędkości terminalu, a oto link do artykułu NASA zatytułowanego The Way Things Fall.
Nagraliśmy też cały odcinek Astronomy Cast All about Gravity. Posłuchaj tutaj, odcinek 102: Grawitacja.
Źródła:
NASA
Wikipedia
GSU Hyperphysics
