Een parachute is een van de meest visuele manieren om de kracht van zwaartekracht en lucht te begrijpen, en hoe ze elkaar kunnen tegenwerken. Een parachute maakt het schijnbaar onmogelijke, zoals veilig uit een vliegtuig springen, mogelijk. Het stelt de gebruiker in staat om de lucht te gebruiken om zijn afdaling te controleren en te vertragen.
Zwaartekracht
Een parachute is een stuk lichtgewicht stof dat is bevestigd aan een zwaarder object, zoals een menselijk lichaam. Terwijl de zwaartekracht werkt om het object naar de aarde te trekken, wordt de parachute geopend, waardoor de stof die tegen de zwaartekracht in werkt vrijkomt en deze vertraagt. De parachute houdt de zwaartekracht natuurlijk niet tegen. Het object bereikt uiteindelijk de grond. De parachute vertraagt het genoeg dat het object veel zachter landt dan zonder parachute. Parachutes verminderen de zwaartekracht tot het punt dat een menselijk lichaam veilig uit een vliegtuig kan vallen tijdens het gebruik ervan.
Luchtweerstand
Wanneer een parachute opengaat, is het een tweede kracht die tegen de zwaartekracht in werkt. Dit is luchtweerstand. Lucht verzamelt zich onder de stoffen parachute en duwt deze omhoog terwijl de zwaartekracht het zware voorwerp dat eraan vastzit naar beneden trekt. Dit duwen vertraagt de val van het object door weerstand te bieden aan de lucht onder de parachute. Luchtweerstand is een niet-conservatieve kracht, in die zin dat het werk dat het doet afhankelijk is van de neerwaartse beweging van het zware object dat door de zwaartekracht naar de aarde wordt getrokken.
Eindsnelheid
Wanneer een zwaar voorwerp valt, bereikt het een snelheid die eindsnelheid wordt genoemd. Dit is de snelheid waarmee het object zal blijven vallen, tenzij iets het stopt. Landen op de grond beëindigt bijvoorbeeld de eindsnelheid. Het openen van een parachute verandert de eindsnelheid, waardoor deze veel langzamer is dan de eindsnelheid van een object in vrije val. De open parachute resulteert in een luchtweerstand die groter is dan de aantrekkingskracht van de zwaartekracht. De eindsnelheid neemt af totdat er weer een balans is, wat gebeurt met een snelheid die langzaam genoeg is om het vallende object een veilige landing te laten maken.
Een experiment
Experimenteer met zwaartekracht, luchtweerstand en eindsnelheid door je eigen miniatuurparachute te maken. Pons vier op gelijke afstand van elkaar gelegen gaten rond de rand van een papieren beker. Bind een lengte aan elk van de gaten en bevestig de andere uiteinden aan de hoeken van een parachute die uit een plastic boodschappentas is gesneden. Ga op een ladder staan en laat de beker vallen. Mogelijk moet u experimenteren met de grootte en vorm van de parachute en de lengte van de snaren voordat u de beker betrouwbaar naar beneden kunt sturen zonder de centen te morsen.