“Velocidade terminal” descreve o ponto de equilíbrio na cinemática onde o arrasto atmosférico em um objeto que cai através de um meio gasoso (geralmente o ar) se torna igual e oposto à aceleração devido à gravidade. Assim, o objeto não pode acelerar mais sem ajuda externa, e atingiu sua maior velocidade possível naquele meio. O arrasto é uma função da aerodinâmica do objeto em questão: um guarda-chuva cairia muito mais lentamente do que um míssil do mesmo peso.
Determine o peso do objeto em queda. A maneira mais fácil de fazer isso é geralmente medir essa quantidade diretamente. Você também pode estimar o peso se conhecer os materiais de construção e as dimensões.
Calcule a área frontal do objeto em queda. A área frontal é a área aparente voltada para a direção da queda. Você pode determinar essa área medindo o contorno do objeto a partir dessa orientação. Por exemplo, se o objeto em queda fosse um cone, a ponta do cone apontaria diretamente para baixo, e a área frontal pareceria um círculo igual à área da base circular do cone.
Determine o coeficiente de arrasto do objeto em queda. Normalmente você pode evitar ter que calcular o coeficiente de arrasto procurando por um valor aproximado em um livro de referência ou na Internet. Se você precisa de um valor altamente preciso, você deve consultar um engenheiro.
Determine a densidade de gás do meio pelo qual o objeto estará caindo. Se o meio é o ar, então você deve saber que a densidade do ar diminui com a altitude, o que significa que a velocidade terminal do objeto diminuirá à medida que se aproxima do solo (onde o gás é mais denso e empurra mais forte, fornecendo força de frenagem mais forte) . Assim, você pode calcular a velocidade terminal a qualquer altitude usando a matemática simples, mas para calcular a mudança na velocidade terminal ao longo de uma queda de longa distância, será necessário o uso de cálculos ou aproximações empíricas. A densidade do ar também muda com o clima; não há valor de densidade uniforme para uma determinada altitude. Para obter as medições mais precisas da densidade do ar, você precisará multiplicar os valores médios da densidade do ar por compensações da condição climática local. Informações atmosféricas estão disponíveis nos Estados Unidos pelo National Weather Service, um serviço da National Oceanic and Atmospheric Administration.
Calcule a velocidade terminal em uma dada altitude com esta equação: Terminal V = sqrt ((2 x ( Peso do Objeto)) /((Área Frontal) x (Coeficiente de Arrasto) x (Densidade do Gás))).
Em português, a velocidade terminal do objeto é igual à raiz quadrada do quociente o dobro do peso do objeto sobre o produto da área frontal do objeto, seu coeficiente de arrasto e a densidade de gás do meio pelo qual o objeto está caindo.