Più alto sei quando salti, più fa male quando colpisci il terreno. Ma in realtà c'è una velocità massima che raggiungi, dove l'accelerazione della gravità terrestre è bilanciata dalla resistenza dell'aria dell'atmosfera. La velocità massima si chiama velocità terminale.
La velocità della velocità terminale varia a seconda del peso dell'oggetto che cade, della sua superficie e di ciò che sta cadendo. Ad esempio, una piuma non pesa molto e presenta una superficie molto ampia all'aria mentre cade. Quindi la sua velocità di velocità terminale è molto più lenta di una roccia con lo stesso peso. Ecco perché una formica può cadere da un edificio alto e atterrare incolume, mentre una caduta simile ti ucciderebbe. Tieni presente che questo processo si verifica in qualsiasi gas o fluido. Quindi la velocità terminale definisce la velocità che una roccia affonda quando la lasci cadere in acqua.
Quindi, supponiamo che tu sia un paracadutista che salta da un aereo. Qual è la velocità più veloce che raggiungerai? La velocità terminale di un paracadutista in posizione di caduta libera, dove cadono con la pancia verso la Terra, è di circa 195 km / h (122 mph). Ma possono aumentare enormemente la loro velocità orientando la testa verso la Terra - tuffandosi verso il suolo. In questa posizione, la velocità del paracadutista aumenta a più di 400 km / h.
Il record mondiale di velocità di paracadutismo è detenuto da Joseph Kittinger, che è stato in grado di cadere a una velocità di 988 km / h orientando il proprio corpo e saltando in alta quota, dove c'è meno resistenza al vento.
La gravità della Terra ti attira con un'accelerazione costante di 9,81 metri / secondo. Senza alcuna resistenza al vento, cadrai 9,81 metri / secondo più velocemente ogni secondo. 9,81 metri / secondo al primo secondo, 19,62 metri / secondo al secondo successivo, ecc.
La forza opposta dell'atmosfera si chiama resistenza. E la quantità di forza di resistenza aumenta approssimativamente proporzionalmente al quadrato della velocità. Quindi se raddoppi la tua velocità, sperimenterai una quadratura della forza di resistenza. Poiché la forza di resistenza aumenta molto più rapidamente della costante accelerazione, alla fine si raggiunge un perfetto equilibrio tra la forza di gravità e la forza di resistenza di qualunque cosa si stia attraversando.
Al di fuori dell'atmosfera terrestre, tuttavia, non c'è velocità terminale. Continuerai ad accelerare fino a quando non ti sbatterai in tutto ciò che ti sta attirando.
Abbiamo scritto molti articoli sulla velocità terminale per Space Magazine. Ecco un articolo che descrive la definizione di velocità, ed ecco un articolo sul Partecipante al Premio X che completa il Drop Test
Se desideri maggiori informazioni su Terminal Velocity, dai un'occhiata a una lezione su Terminal Velocity, ed ecco un link a un articolo della NASA intitolato The Way Things Fall.
Abbiamo anche registrato un intero episodio di Astronomy Cast tutto su Gravity. Ascolta qui, Episodio 102: Gravity.
fonti:
NASA
Wikipedia
GSU Hyperphysics
