Terminalhastighet beskriver jämviktspunkten i kinematik där atmosfäriskt drag på ett fallande objekt blir lika och motsatt accelerationen på grund av tyngdkraften. Således kan objektet inte accelerera ytterligare utan hjälp utifrån och har nått sin högsta möjliga hastighet i det mediet.
Drag är en funktion av det aktuella objektets aerodynamik: ett paraply skulle falla mycket långsammare än en missil med samma vikt. Vi kan använda terminalhastighetsekvationen för att beräkna ett objekts hastighet vid denna punkt.
Bestäm viktenWav det fallande föremålet. Det enklaste sättet att göra detta är vanligtvis att mäta denna kvantitet direkt. Du kan också uppskatta vikten om du känner till byggmaterial och mått.
Beräkna frontområdetAav det fallande föremålet. Det främre området är det uppenbara området som vetter mot fallets riktning. Du kan bestämma detta område genom att mäta objektets konturer från den riktningen.
Till exempel, om det fallande föremålet var en kon, skulle konens spets peka rakt nedåt och det främre området verkar vara en cirkel som är lika med området för konens cirkulära bas.
Bestämma dragskoefficientenCd av det fallande föremålet. Du kan vanligtvis undvika att behöva beräkna dragkoefficienten själv genom att leta upp ett ungefärligt värde i en referensbok eller på Internet. Om du behöver ett mycket exakt värde bör du rådgöra med en ingenjör.
Bestäm atmosfärstäthetenρ av mediet genom vilket objektet kommer att falla. Om mediet är luften, bör du veta att lufttätheten minskar med höjden, vilket innebär att objektets terminal hastigheten kommer att minska när den kommer närmare marken (där gasen är tätare och skjuter hårdare tillbaka, vilket ger starkare bromsning kraft).
På så sätt kan du beräkna terminalhastigheten i valfri höjd med enkel matematik, men för att beräkna förändringen i terminalhastigheten över ett långväga fall, kommer du att behöva använda kalkyl eller empirisk approximationer.
Lufttätheten förändras också med vädret. det finns inget enhetligt densitetsvärde för en given höjd. För att få de mest exakta mätningarna av lufttäthet måste du multiplicera genomsnittliga lufttäthetsvärden med lokala väderförskjutningar.
Atmosfärisk information finns tillgänglig i USA från National Weather Service, en tjänst från National Oceanic and Atmospheric Administration.
varWär är objektets vikt,ρär gasens densitet,Aär objektets tvärsnittsarea, ochCd är dragskoefficienten.
På vanlig engelska är objektets terminalhastighet lika med kvadratroten av kvoten på två gånger objektets vikt över produkten av objektets frontyta, dess dragkoefficient och gastätheten hos mediet genom vilket objektet är faller.