Чем выше вы находитесь, когда прыгаете, тем сильнее становится боль, когда вы падаете на землю. Но на самом деле вы достигаете максимальной скорости, когда ускорение силы тяжести Земли уравновешивается атмосферным сопротивлением воздуха. Максимальная скорость называется конечной скоростью.
Конечная скорость изменяется в зависимости от веса падающего объекта, площади его поверхности и от того, через что он падает. Например, перо не весит много и представляет очень большую площадь поверхности для воздуха при падении. Так что его конечная скорость намного ниже, чем у камня с таким же весом Вот почему муравей может упасть с высокого здания и приземлиться целым и невредимым, а подобное падение убьет вас. Имейте в виду, что этот процесс происходит в любом газе или жидкости. Таким образом, конечная скорость определяет скорость, с которой камень падает при падении в воду.
Итак, допустим, вы парашютист, выпрыгивающий из самолета. Какая самая быстрая скорость, на которой ты будешь? Предельная скорость парашютиста в положении свободного падения, когда он падает животом к Земле, составляет около 195 км / ч (122 миль / ч). Но они могут значительно увеличить свою скорость, ориентируя свою голову к Земле - ныряя к земле. В этом положении скорость парашютиста увеличивается до более чем 400 км / ч.
Мировой рекорд скорости прыжков с парашютом держит Джозеф Киттингер, который смог упасть со скоростью 988 км / ч, правильно ориентируя свое тело и прыгая на большой высоте, где сопротивление ветра меньше.
Гравитация Земли тянет на вас с постоянным ускорением 9,81 метра в секунду. Без сопротивления ветра вы будете падать на 9,81 метра в секунду быстрее каждую секунду. 9,81 метра в секунду в первую секунду, 19,62 метра в секунду в следующую секунду и т. Д.
Противодействующая сила атмосферы называется сопротивлением. И величина силы сопротивления увеличивается примерно пропорционально квадрату скорости. Так что если вы удвоите свою скорость, вы получите квадрат силы сопротивления. Так как сила сопротивления возрастает намного быстрее, чем постоянное ускорение, вы в конечном итоге достигаете идеального баланса между силой тяжести и силой сопротивления того, через что вы движетесь.
Однако за пределами атмосферы Земли нет предельной скорости. Вы будете просто продолжать ускоряться, пока не столкнетесь с тем, что вас тянет.
Мы написали много статей о предельной скорости для журнала Space. Вот статья, показывающая определение скорости, и вот статья о Участнике X-Prize, проходящем тест на падение.
Если вам нужна дополнительная информация о терминальной скорости, ознакомьтесь с лекцией о терминальной скорости и вот ссылка на статью НАСА под названием «The Way Things Fall».
Мы также записали целый эпизод «Астрономического актера» о гравитации. Послушайте, Эпизод 102: Гравитация.
Источники:
НАСА
Википедия
ГСУ Гиперфизика
