Większość kropel deszczu spada z prędkością większą od granicznej, być może z powodu zderzeń pomiędzy nimi.

Obiekt osiąga prędkość graniczną, gdyż siła oporu, hamująca ruch rośnie wraz ze wzrostem prędkości, w przybliżeniu proporcjonalnie do kwadratu prędkości. Przy małej prędkości opór jest dużo mniejszy niż siła grawitacji, więc obiekt przyspiesza. Jeśli zwiększy się prędkość, opór rośnie do momentu w którym zrównoważy ciężar ciała. Opór zależy także od przekroju, dlatego obiekty o dużej jego powierzchni (np. spadochrony) mają mniejszą prędkość graniczą niż małe, ale o tej samej masie (np. cegły i kule armatnie).

Prędkość graniczna opisana jest wzorem:

gdzie: – prędkość graniczna, – masa spadającego obiektu, – przyspieszenie ziemskie, – współczynnik oporu, – gęstość płynu, w którym spada obiekt, – powierzchnia przekroju obiektu prostopadła do kierunku ruchu.

Powyższy wzór wynika z równowagi siły oporu i siły grawitacji działającej na obiekt.

Gęstość atmosfery ziemskiej zmniejsza się wraz z wysokością o około 1% na 80 metrów, więc dla każdych 160 metrów spadania, prędkość „graniczna” zmniejsza się o 1%. Po osiągnięciu lokalnej prędkości granicznej, prędkość chwilowa zmniejsza się w celu dostosowania do lokalnej prędkości granicznej.

Przypisy

Kategoria:Aeromechanika