Terminalhastighet beskriver jämviktspunkten i kinematik där atmosfärisk dragning på ett fallande föremål blir lika och motsatt av accelerationen på grund av tyngdkraften. Således kan objektet inte accelerera ytterligare utan hjälp utanför och har nått sin högsta möjliga hastighet i det mediet.
Drag är en funktion av aerodynamiken hos objektet i fråga: ett paraply skulle falla mycket långsammare än en missil med samma vikt. Vi kan använda terminalhastighetsekvationen för att beräkna en objekthastighet vid denna punkt.
Bestäm vikten W av det fallande föremålet. Det enklaste sättet att göra detta är vanligtvis att mäta denna mängd direkt. Du kan också uppskatta vikt om du känner till byggmaterial och dimensioner.
Beräkna frontalområdet EN av det fallande föremålet. Det främre området är det uppenbara området mot fallande riktning. Du kan bestämma detta område genom att mäta objektets kontur utifrån den riktningen.
Till exempel, om det fallande föremålet var en kon, skulle spetsen på konen peka rakt nedåt, och det främre området tycks vara en cirkel som är lika med området för konens cirkulära bas.
Bestäm dragskoefficienten Cd av det fallande föremålet. Du kan vanligtvis undvika att behöva beräkna dragskoefficienten själv genom att slå upp ett ungefärligt värde i en referensbok eller på Internet. Om du behöver ett mycket exakt värde, bör du rådfråga en tekniker.
Bestäm atmosfärstätheten ρ av det medium genom vilket föremålet kommer att falla. Om mediet är luften, bör du veta att lufttätheten minskar med höjden, vilket innebär att objektets terminalhastighet kommer att minska när det kommer närmare marken (där gasen är tätare och skjuter tillbaka hårdare, vilket ger starkare bromskraft) .
Således kan du beräkna terminalhastighet i valfri höjd med enkel matematik, men för att beräkna ändringen i terminalhastigheten över en långdistansnedgång, kommer du att kräva användning av kalkyl eller empiriska approximationer.
Lufttätheten ändras också med vädret; det finns inget enhetligt densitetsvärde för en given höjd. För att få de mest exakta mätningarna av lufttätheten måste du multiplicera genomsnittliga luftdensitetsvärden med lokala väderförhållanden.
Atmosfärisk information finns i USA från National Weather Service, en tjänst från National Oceanic and Atmospheric Administration.
För vilken given höjd som helst är terminalhastighetsekvationen:
Vt = 1/2
var W är är föremålens vikt, ρ är densiteten för gasen, EN är föremålets tvärsnittsarea, och Cd är dragkoefficienten.
På vanligt engelska är objektets hastighet lika med kvadratroten av kvoten på två gånger objektets vikt över produkten från objektets frontområde, dess dragskoefficient och gasdensiteten hos mediet genom vilket objektet faller .