Ju högre du är när du hoppar, desto mer gör det ont när du träffar marken. Men det finns faktiskt en maximal hastighet du når, där accelerationen av jordens tyngdkraft balanseras av atmosfärens luftmotstånd. Den maximala hastigheten kallas terminalhastighet.
Terminalhastighetens hastighet ändras beroende på vikten av föremålet som faller, dess ytarea och vad det faller igenom. En fjäder väger till exempel inte mycket och presenterar en mycket stor ytarea i luften när den faller. Så dess terminalhastighet är mycket långsammare än en sten med samma vikt. Det är därför en myra kan falla från en hög byggnad och landa oskadd, medan ett liknande fall skulle döda dig. Tänk på att den här processen sker i någon gas eller vätska. Så terminalhastigheten definierar hastigheten som en sten sjunker när du tappar den i vattnet.
Så låt oss säga att du är en fallskärmshoppare som hoppar ur ett flygplan. Vad är den snabbaste hastigheten du kommer att gå? En fallhöjdslöjds terminalhastighet i ett fritt fallläge, där de faller med magen mot jorden är ungefär 195 km / h (122 mph). Men de kan öka sin hastighet enormt genom att orientera huvudet mot jorden - dykning mot marken. I detta läge ökar fallhöjdslägerens hastighet till mer än 400 km / h.
Världsskidåkningens hastighetsrekord hålls av Joseph Kittinger, som kunde falla med en hastighet av 988 km / h genom att orientera sin kropp ordentligt och hoppa i hög höjd, där det finns mindre vindmotstånd.
Jordens tyngdkraft drar åt 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 den första sekunden, 19,62 meter / sekund på nästa sekund, etc.
Atmosfärens motståndskraft kallas drag. Och mängden dragkraft ökar ungefär proportionellt mot kvadratet för hastigheten. Så om du fördubblar din hastighet upplever du en kvadrat av dragkraften. Eftersom dragkraften går upp mycket snabbare än den ständiga accelerationen, når du så småningom en perfekt balans mellan tyngdkraften och dragkraften för allt du rör dig igenom.
Utanför jordens atmosfär finns det dock ingen terminalhastighet. Du fortsätter bara att accelerera tills du krossar i det som drar dig.
Vi har skrivit många artiklar om terminalhastigheten för Space Magazine. Här är en artikel med definitionen av hastighet, och här är en artikel om X-Prize-deltagaren som 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 The Way Things Fall.
Vi har också spelat in ett helt avsnitt av Astronomy Cast om Gravity. Lyssna här, avsnitt 102: Gravity.
källor:
NASA
Wikipedia
GSU Hyperphysics
