Végsebesség

Végsebesség, vagy terminális sebesség, a test szabad esése közben elért legnagyobb stabil sebesség, amelyet akkor ér el, amikor a gravitációs erő és a légellenállás pontosan kiegyenlítik egymást. EBben a pontról kezdve a gyorsulás nullává válik, és a test tovább zuhan ugyanazzal a sebességgel, amellyel a környezet ellenállást gyakorol rá.

A légellenállást általában a F_d = 1/2 ρ v^2 C_d A képlettel modellezik a magas Reynolds-számú áramlásnál, ahol F_d a felhajtóerő, ρ a levegő sűrűsége, v a relatív sebesség, C_d a dragkoefficiens, A pedig a test keresztmetszeti területe. A végsebesség akkor alakul ki, amikor F_d = m g, tehát v_t = sqrt( (2 m g) / (ρ C_d A) ). Bizonyos körülmények között előfordulhat, hogy a lineáris légellenállás (F_d = k v) dominál, ilyenkor v_t = m g / k.

A végsebességet befolyásolja a test tömege, alakja, orientációja, keresztmetszeti területe és a levegő sűrűsége, valamint magasság miatti sűrűségváltozás. Magasabb tengerszint feletti helyzetben alacsonyabb légellenállás és így magasabb végsebesség érhető el. Az irányított testtartás vagy a test körül kialakuló turbulencia is módosítja a C_d és A értékeket.

Gyakorlati példák: egy átlagos felnőtt ember belly-to-earth testhelyzetben hozzávetőlegesen 50–60 m/s-os végsebességet érhet el, fej- vagy farokirányba aerodinamikusan, jobban kis területtel, a végsebesség megnövekedhet 90–100 m/s körüli értékre. A pontos értékek jelentősen eltérhetnek a testtől és a ruházattól függően.