Cómo determinar la velocidad terminal de un objeto que cae. Por ejemplo, ¿cómo sabemos que 120 mph es la velocidad máxima de un ser humano?

Científicamente, sería arrogante, arrogante y ridículo intentar usar la física teórica para obtener un valor para la velocidad terminal de objetos como gatos, caballos y humanos. Por el contrario, es estúpido y ciertamente no es práctico usar la criatura viviente para determinar esto mediante un experimento. Sin embargo, existe la simulación y tampoco me refiero a un video animado de un evento.

El diseño interior del automóvil y el diseño práctico de las restricciones de los asientos del automóvil y otros dispositivos de seguridad han utilizado maniquíes hechos de material de masa, consistencia y resistencia similares en pruebas de choque y similares. Del mismo modo, los maniquíes se utilizan para determinar la velocidad terminal de los seres humanos, dentro de un rango adecuado de edad, tamaño corporal, altura y masa. En estos días, se pueden hacer determinaciones precisas de la velocidad de descenso con el tiempo utilizando equipos de cámara de video y dispositivos de sincronización digital sincronizados.

Probablemente tuvo que medirse experimentalmente. Calcular el arrastre sobre un objeto de forma complicada como un cuerpo humano es realmente difícil, especialmente si hay ropa con aletas y algo así.

El número tampoco es un número ‘difícil’, es diferente para personas con diferente masa corporal, forma corporal y vestimenta, y también depende de la posición en la que se encuentren mientras caen, si están cayendo, etc.

Una forma es con un túnel de viento que sopla verticalmente hacia arriba. Vi varios experimentos en los que se dejó caer un objeto en la parte superior del túnel de viento que tenía forma ligeramente cónica (lado grande hacia la parte superior) y el flujo de aire se ajustó hasta que el objeto se suspendió en la corriente de aire. Luego se colocó una sonda desde la parte superior y se midió la velocidad del aire al lado del objeto.

Para hacer objetos más grandes, como un ser humano, los pesaría y los colocaría en un túnel de viento y aumentaría la velocidad del aire hasta que el aire creara una fuerza igual al peso de la persona. Como la fuerza es igual al peso, conocerías la velocidad del aire.

Por supuesto, siempre puedes tirar a alguien de un avión y usar una pistola de radar para ver qué tan rápido están cayendo antes de que golpees el suelo. Esto es necesariamente desordenado y el sujeto probablemente no estaría en condiciones de repetir y verificar los resultados.

Una prueba verdaderamente científica tiene que ser repetible independientemente, por lo que encontrar un duplicado voluntario podría ser difícil. Tal vez podrías conseguir gemelos o trillizos para ser voluntario. O no.

Las preguntas de dinámica de fluidos, como esta, solo se pueden resolver de manera confiable mediante un experimento real. Es decir, podemos adivinarlo modelando en una computadora, pero tenemos que soltarlo muchas veces en una variedad de condiciones atmosféricas para saber con certeza. E incluso entonces, habrá cierta incertidumbre, debido a la aleatoriedad en las turbulencias y demás.

El tema se trata aquí mucho mejor que yo.

Velocidad terminal – Wikipedia

Por experiencia, pruebas de túnel de viento.