Jo højere du er, når du hopper, jo mere gør det ondt, når du rammer jorden. Men der er faktisk en maksimal hastighed, du når, hvor accelerationen af Jordens tyngdekraft er afbalanceret af luftmotstanden i atmosfæren. Den maksimale hastighed kaldes terminalhastighed.
Terminalhastigheden ændres afhængigt af vægten af det faldende objekt, dets overfladeareal og hvad det falder igennem. For eksempel vejer en fjer ikke meget og præsenterer et meget stort overfladeareal i luften, når den falder. Så dens terminalhastighed er meget langsommere end en klippe med samme vægt. Dette er grunden til at en maur kan falde ned fra en høj bygning og lande ubeskadiget, mens et lignende fald dræber dig. Husk, at denne proces sker i enhver gas eller væske. Så terminalhastighed definerer hastigheden, som en klippe synker, når du falder den i vandet.
Så lad os sige, at du er en skydiver, der springer ud af et fly. Hvad er den hurtigste hastighed, du vil gå? En skydiver i terminalen i en frit fald-position, hvor de falder med deres mave mod Jorden, er ca. 195 km / t (122 mph). Men de kan øge deres hastighed enormt ved at orientere deres hoved mod Jorden - dykke mod jorden. I denne position øges skydiverens hastighed til mere end 400 km / t.
Verdensfaldskærmshastighedsrekorden holdes af Joseph Kittinger, som var i stand til at falde i en hastighed på 988 km / t ved at orientere sin krop korrekt og hoppe i høj højde, hvor der er mindre vindmodstand.
Jordens tyngdekraft trækker mod dig med en konstant acceleration på 9,81 meter / sekund. Uden nogen vindmodstand falder du 9,81 meter / sekund hurtigere hvert sekund. 9,81 meter / sekund det første sekund, 19,62 meter / sekund i det næste sekund osv.
Atmosfærens modstandskraft kaldes drag. Og mængden af trækraft øges omtrent proportionalt med kvadratet med hastigheden. Så hvis du fordobler din hastighed, oplever du en kvadrering af trækkraften. Da trækræften går meget hurtigere op end den konstante acceleration, når du til sidst en perfekt balance mellem tyngdekraften og trækkraften fra det, du bevæger dig igennem.
Uden for Jordens atmosfære er der dog ingen terminalhastighed. Du fortsætter bare med at accelerere, indtil du smadrer ind i det, der trækker dig.
Vi har skrevet mange artikler om terminalhastigheden for Space Magazine. Her er en artikel med definitionen af hastighed, og her er en artikel om X-Prize-deltageren, der afslutter Drop Test
Hvis du gerne vil have mere information om Terminal Velocity, kan du tjekke en forelæsning om Terminal Velocity, og her er et link til en NASA-artikel med titlen, The Way Things Fall.
Vi har også optaget en hel episode af Astronomy Cast alt om tyngdekraft. Lyt her, afsnit 102: Gravity.
Kilder:
NASA
Wikipedia
GSU-hyperfysik
