La velocidad terminal es la velocidad máxima que puede alcanzar un objeto mientras cae a través de un fluido (como el aire o el agua). No se trata de cuán rápido algo * puede * caer, sino de la velocidad que * alcanzará * debido al equilibrio de dos fuerzas opuestas:
1. Gravedad: Esto tira del objeto hacia abajo, acelerándolo.
2. Arrastrar: Esto se opone al movimiento del objeto, aumentando a medida que aumenta su velocidad.
Cómo funciona:
* A medida que cae un objeto, la gravedad lo baja, lo que lo hace ir más rápido.
* A medida que va más rápido, la fuerza de arrastre del fluido (resistencia al aire) aumenta.
* Eventualmente, la fuerza de arrastre se vuelve igual a la fuerza de la gravedad.
* En este punto, la fuerza neta sobre el objeto es cero y deja de acelerar.
* El objeto continúa cayendo a una velocidad constante, que es la velocidad terminal.
Velocidad terminal de control:
No puede controlar directamente la velocidad del terminal, pero puede influir en ella cambiando los factores que afectan la resistencia:
* forma: Una forma simplificada (como una bala) reduce la resistencia, lo que resulta en una velocidad terminal más alta. Una forma ancha y plana (como un paracaídas) aumenta la resistencia, lo que resulta en una velocidad terminal más baja.
* Área de superficie: Una superficie más grande aumenta la resistencia, disminuyendo la velocidad terminal. Es por eso que los paracaídas son tan grandes.
* Misa: Un objeto más pesado tiene una mayor fuerza gravitacional que lo presiona, pero esto se compensa con el aumento de la resistencia debido al aumento de la masa. En la práctica, el efecto de la masa en la velocidad terminal es menos significativo que la forma y el área de la superficie.
* Densidad del fluido: Un fluido más denso (como el agua) crea más arrastre que un fluido menos denso (como el aire), lo que resulta en una velocidad terminal más baja.
Por qué ocurre:
La velocidad terminal es una consecuencia natural de la física. Es el resultado de la interacción entre la gravedad, que tira de los objetos hacia la tierra, y arrastre, que se opone al movimiento de los objetos a través de fluidos. Es un principio fundamental que ayuda a explicar por qué los objetos caen a diferentes velocidades y cómo funcionan cosas como los paracaídas.
Ejemplos:
* Un paracaidista alcanza una velocidad terminal de aproximadamente 120 mph (193 km/h) en una posición de caída libre.
* Una pluma tiene una velocidad terminal mucho más baja que una roca debido a su superficie más grande y su peso más ligero.
* En el agua, la velocidad terminal es mucho más baja que en el aire porque el agua es mucho más densa.
Key Takeaway:
La velocidad terminal es un concepto crítico para comprender el movimiento de los objetos a través de los fluidos. Al controlar factores como forma, área de superficie y masa, podemos manipular esta velocidad y garantizar un movimiento seguro y controlado.
