Ju högre du är när du hoppar, desto mer gör det ont när du slår i marken. Det beror på att jordens gravitation ständigt accelererar dig mot dess centrum. Men det finns faktiskt en maximal hastighet du når, där accelerationen av jordens gravitation balanseras av luftmotstånd av atmosfären. Maxhastigheten kallas terminalhastighet.
Den slutliga hastigheten ändras beroende på vikten av föremålet som faller, dess yta och vad det faller igenom. Till exempel väger en fjäder inte mycket och uppvisar en mycket stor yta för luften när den faller. Så dess sluthastighet är mycket långsammare än en sten med samma vikt. Det är därför en myra kan falla av en hög byggnad och landa oskadd, medan ett liknande fall skulle döda dig. Tänk på att denna process sker i vilken gas eller vätska som helst. Så terminalhastighet definierar hastigheten som en sten sjunker när du tappar den i vattnet.
Så låt oss säga att du är en fallskärmshoppare som hoppar ut ur ett flygplan. Vilken är den snabbaste hastigheten du kommer att gå? Sluthastigheten för en fallskärmshoppare i ett fritt fallläge, där de faller med magen mot jorden, är cirka 195 km/h (122 mph). Men de kan öka sin hastighet enormt genom att orientera huvudet mot jorden – dyka mot marken. I denna position ökar fallskärmshopparens hastighet till mer än 400 km/h.
Världsrekordet för fallskärmshoppning hålls av Joseph Kittinger, som kunde falla med en hastighet av 988 km/h genom att orientera kroppen ordentligt och hoppa på hög höjd, där det är mindre vindmotstånd.
Jordens gravitation drar i dig med en konstant acceleration på 9,81 meter/sekund. Utan vindmotstånd faller du 9,81 meter/sekund snabbare varje sekund. 9,81 meter/sekund första sekunden, 19,62 meter/sekund i nästa sekund osv.
Atmosfärens motsatta kraft kallas drag. Och mängden dragkraft ökar ungefär proportionellt mot kvadraten på hastigheten. Så om du dubblar din hastighet upplever du en kvadrering av dragkraften. Eftersom dragkraften går upp mycket snabbare än den konstanta accelerationen, når du så småningom en perfekt balans mellan tyngdkraften och dragkraften för vad du än rör dig igenom.
Utanför jordens atmosfär finns det dock ingen sluthastighet. Du kommer bara att fortsätta accelerera tills du slår in i det som drar i dig.
Vi har skrivit många artiklar om terminalhastigheten för Universe Today. Här är en artikel som innehåller definition av hastighet , och här är en artikel om X-Prize-deltagare slutför dropptestet
Om du vill ha mer information om Terminal Velocity, kolla in en Föreläsning om Terminal Velocity , och här är en länk till en NASA-artikel med titeln, Hur saker faller .
Vi har också spelat in ett helt avsnitt av Astronomy Cast all about Gravity. Lyssna nu, Avsnitt 102: Gravity .
Källor:
NASA
Wikipedia
GSU hyperfysik