Je höher du bist, wenn du springst, desto mehr tut es weh, wenn du auf dem Boden aufschlägst. Es gibt jedoch tatsächlich eine Höchstgeschwindigkeit, bei der die Beschleunigung der Erdgravitation durch den Luftwiderstand der Atmosphäre ausgeglichen wird. Die maximale Geschwindigkeit wird als Endgeschwindigkeit bezeichnet.
Die Geschwindigkeit der Endgeschwindigkeit ändert sich abhängig vom Gewicht des fallenden Objekts, seiner Oberfläche und dem, durch das es fällt. Zum Beispiel wiegt eine Feder nicht viel und bietet der Luft beim Fallen eine sehr große Oberfläche. Die Endgeschwindigkeit ist also viel langsamer als bei einem Stein mit dem gleichen Gewicht. Deshalb kann eine Ameise von einem hohen Gebäude fallen und unversehrt landen, während ein ähnlicher Sturz Sie töten würde. Denken Sie daran, dass dieser Prozess in jedem Gas oder jeder Flüssigkeit stattfindet. Die Endgeschwindigkeit definiert also die Geschwindigkeit, mit der ein Stein sinkt, wenn Sie ihn ins Wasser fallen lassen.
Nehmen wir also an, Sie sind ein Fallschirmspringer, der aus einem Flugzeug springt. Was ist die schnellste Geschwindigkeit, die Sie fahren werden? Die Endgeschwindigkeit eines Fallschirmspringers in einer Position im freien Fall, in der er mit dem Bauch in Richtung Erde fällt, beträgt etwa 195 km / h. Aber sie können ihre Geschwindigkeit enorm erhöhen, indem sie ihren Kopf auf die Erde richten - in Richtung Boden tauchen. In dieser Position erhöht sich die Geschwindigkeit des Fallschirmspringers auf mehr als 400 km / h.
Der Weltrekord im Fallschirmspringen wird von Joseph Kittinger gehalten, der mit einer Geschwindigkeit von 988 km / h fallen konnte, indem er seinen Körper richtig ausrichtete und in großer Höhe sprang, wo es weniger Windwiderstand gibt.
Die Schwerkraft der Erde zieht mit einer konstanten Beschleunigung von 9,81 Metern / Sekunde an Ihnen. Ohne Windwiderstand fallen Sie jede Sekunde 9,81 Meter / Sekunde schneller. 9,81 Meter / Sekunde in der ersten Sekunde, 19,62 Meter / Sekunde in der nächsten Sekunde usw.
Die Gegenkraft der Atmosphäre nennt man Widerstand. Und die Widerstandskraft nimmt ungefähr proportional zum Quadrat der Geschwindigkeit zu. Wenn Sie also Ihre Geschwindigkeit verdoppeln, tritt eine Quadratur der Widerstandskraft auf. Da die Widerstandskraft viel schneller ansteigt als die konstante Beschleunigung, erreichen Sie schließlich ein perfektes Gleichgewicht zwischen der Schwerkraft und der Widerstandskraft dessen, was Sie gerade durchlaufen.
Außerhalb der Erdatmosphäre gibt es jedoch keine Endgeschwindigkeit. Sie beschleunigen einfach weiter, bis Sie gegen das stoßen, was Sie anzieht.
Wir haben viele Artikel über die Endgeschwindigkeit für das Space Magazine geschrieben. Hier ist ein Artikel mit der Definition der Geschwindigkeit und hier ist ein Artikel über den X-Prize-Teilnehmer, der den Falltest abschließt
Wenn Sie weitere Informationen zur Terminalgeschwindigkeit wünschen, lesen Sie einen Vortrag über die Terminalgeschwindigkeit. Hier finden Sie einen Link zu einem NASA-Artikel mit dem Titel "The Way Things Fall".
Wir haben auch eine ganze Episode von Astronomy Cast rund um die Schwerkraft aufgenommen. Hören Sie hier, Episode 102: Schwerkraft.
Quellen:
NASA
Wikipedia
GSU Hyperphysics
