Jo høyere du er når du hopper, jo mer gjør det vondt når du treffer bakken. Men det er faktisk en maksimal hastighet du når, hvor akselerasjonen av jordens tyngdekraft balanseres av luftmotstanden i atmosfæren. Maksimal hastighet kalles terminalhastighet.
Terminalhastighetshastigheten endres avhengig av vekten til gjenstanden som faller, dens overflate og hva den faller gjennom. For eksempel veier ikke en fjær mye og presenterer et veldig stort overflate for luften når den faller. Så terminalhastigheten er mye saktere enn en stein med samme vekt. Dette er grunnen til at en maur kan falle av en høy bygning og lande uskadd, mens et lignende fall ville drept deg. Husk at denne prosessen skjer i all gass eller væske. Så terminalhastighet definerer hastigheten som en stein synker når du slipper den i vannet.
Så la oss si at du er en fallskjermhopper som hopper ut av et fly. Hva er den raskeste hastigheten du går? En terminalhastighet for en fallskjermhopper i et fritt fall-sted, der de faller med magen mot jorden er omtrent 195 km / t (122 mph). Men de kan øke hastigheten sin enormt ved å orientere hodet mot jorden - dykke mot bakken. I denne posisjonen øker fallhøyden til mer enn 400 km / t.
Verdensrekord for fallskjermhopping er av Joseph Kittinger, som klarte å falle med en hastighet på 988 km / t ved å orientere kroppen sin ordentlig og hoppe i stor høyde, der det er mindre vindmotstand.
Jordens tyngdekraft trekker mot deg med en konstant akselerasjon på 9,81 meter / sekund. Uten vindmotstand faller du 9,81 meter / sekund raskere hvert sekund. 9,81 meter / sekund det første sekundet, 19,62 meter / sekund på neste sekund, etc.
Den motsatte kraften i atmosfæren kalles drag. Og mengden av dragkraft øker omtrent proporsjonalt med kvadratet på hastigheten. Så hvis du dobler hastigheten din, opplever du en kvadrat av dragkraften. Siden dragkraften går mye raskere opp enn den konstante akselerasjonen, når du til slutt en perfekt balanse mellom tyngdekraften og dragkraften til hva du enn beveger deg gjennom.
Utenfor jordens atmosfære er det imidlertid ingen terminalhastighet. Du vil bare fortsette å akselerere til du smadrer inn i det som trekker deg.
Vi har skrevet mange artikler om terminalhastigheten for Space Magazine. Her er en artikkel med definisjonen av hastighet, og her er en artikkel om X-Prize Entrant som fullfører Drop Test
Hvis du vil ha mer informasjon om Terminal Velocity, kan du se på en forelesning om Terminal Velocity, og her er en lenke til en NASA-artikkel med tittelen The Way Things Fall.
Vi har også spilt inn en hel episode av Astronomy Cast om Gravity. Hør her, Episode 102: Gravity.
kilder:
NASA
Wikipedia
GSU-hyperfysikk
