Plus vous êtes haut quand vous sautez, plus ça fait mal quand vous touchez le sol. Mais il y a en fait une vitesse maximale que vous atteignez, où l'accélération de la gravité terrestre est équilibrée par la résistance à l'air de l'atmosphère. La vitesse maximale est appelée vitesse terminale.
La vitesse de vitesse terminale change en fonction du poids de l'objet qui tombe, de sa surface et de ce qu'il traverse. Par exemple, une plume ne pèse pas beaucoup et présente une très grande surface dans l’air lorsqu’elle tombe. Ainsi, sa vitesse de vitesse terminale est beaucoup plus lente qu'une roche de même poids. C'est pourquoi une fourmi peut tomber d'un grand bâtiment et atterrir indemne, tandis qu'une chute similaire vous tuerait. Gardez à l'esprit que ce processus se produit dans n'importe quel gaz ou fluide. La vitesse terminale définit donc la vitesse à laquelle une pierre s'enfonce lorsque vous la laissez tomber dans l'eau.
Disons que vous êtes un parachutiste qui saute d'un avion. Quelle vitesse allez-vous atteindre? La vitesse terminale d'un parachutiste en position de chute libre, où il tombe avec le ventre vers la Terre, est d'environ 195 km / h (122 mph). Mais ils peuvent augmenter considérablement leur vitesse en orientant leur tête vers la Terre - en plongeant vers le sol. Dans cette position, la vitesse du parachutiste augmente à plus de 400 km / h.
Le record du monde de parachutisme est détenu par Joseph Kittinger, qui a pu tomber à une vitesse de 988 km / h en orientant correctement son corps et en sautant à haute altitude, où il y a moins de résistance au vent.
La gravité de la Terre vous tire avec une accélération constante de 9,81 mètres / seconde. Sans aucune résistance au vent, vous chuterez 9,81 mètres / seconde plus vite chaque seconde. 9,81 mètres / seconde la première seconde, 19,62 mètres / seconde la seconde suivante, etc.
La force opposée de l'atmosphère est appelée traînée. Et la quantité de force de traînée augmente approximativement proportionnellement au carré de la vitesse. Donc, si vous doublez votre vitesse, vous ressentez une quadrature de la force de traînée. Étant donné que la force de traînée augmente beaucoup plus rapidement que l'accélération constante, vous atteignez finalement un équilibre parfait entre la force de gravité et la force de traînée de tout ce que vous traversez.
En dehors de l'atmosphère terrestre, cependant, il n'y a pas de vitesse terminale. Vous continuerez d'accélérer jusqu'à ce que vous vous attaquiez à tout ce qui vous attire.
Nous avons écrit de nombreux articles sur la vitesse terminale pour Space Magazine. Voici un article présentant la définition de la vitesse, et voici un article sur le participant au X-Prize qui a terminé le test de chute
Si vous souhaitez plus d'informations sur la vitesse terminale, consultez une conférence sur la vitesse terminale et voici un lien vers un article de la NASA intitulé The Way Things Fall.
Nous avons également enregistré un épisode entier d'Astronomy Cast consacré à la gravité. Écoutez ici, épisode 102: Gravité.
Sources:
NASA
Wikipédia
Hyperphysics GSU
