¿Cuál es la velocidad máxima de velocidad terminal posible en la que un objeto puede caer desde el punto más alto del cielo bajo la fuerza gravitacional de la Tierra?

Hay una variedad de respuestas para esto usando una fórmula de modelado matemático que tendría que hacer, excepto que no soy tan brillante en eso.

Las fuerzas opuestas de la presión atmosférica relacionadas con su densidad específica perpendicular a la velocidad direccional del objeto en movimiento deben ser iguales y opuestas según su contenido molecular.

Agregue a esto que la dinámica de fluidos también debe desempeñar un papel a medida que el cuerpo pasa a través de una mezcla no sólida. Esto también implicaría fuerzas negativas detrás del objeto que cae creado, ya que desplaza el contenido atmosférico en el que viaja.

A medida que la altitud disminuye hacia el piso de la atmósfera, la viscosidad de la atmósfera se reduce debido al aumento de la densidad que presenta una respuesta de velocidad terminal de acuerdo con la densidad y el contenido químico del entorno inmediato del objeto que viaja con la misma aceleración que la fuerza gravitacional.

Por lo general, la velocidad terminal de un paracaidista es de alrededor de 220-240 km.h, pero si su ángulo de ataque es vertical al suelo y aerodinámicamente eficiente, técnicamente podrían volverse casi supersónicos. El problema es que la gravedad en la tierra es demasiado débil para que eso suceda en la atmósfera inferior. En la atmósfera superior es extremadamente probable, pero la estabilidad es un problema.

Cuando propone una velocidad terminal, he asumido que el objeto que cae comenzó desde el reposo a una altitud en la atmósfera terrestre. Los objetos que ya viajan a velocidad no tendrían la misma experiencia si entraran a la atmósfera y la abandonaran nuevamente.

Hay muchas variables que determinan la velocidad terminal. La densidad de la atmósfera varía con la altura, la presión y la temperatura. Entonces el clima importa. La composición química de la atmósfera varía con la altitud e incluso con la actividad solar. La densidad del objeto importa. Cuanto más denso es el objeto, mayor es la velocidad terminal. La forma del objeto, y si caerá de forma aerodinámica. La rugosidad de la superficie del objeto que cae (forma microscópica) también tiene un efecto sobre el arrastre. Incluso el valor local de la gravedad de la tierra, que varía en diferentes lugares de la tierra. Entonces su pregunta tiene demasiadas variables para tener una sola respuesta.

No hay límites distintos a la atmósfera. La estación espacial internacional está a unas 250 millas sobre el suelo, y todavía hay una atmósfera muy delgada allí. Simplemente se vuelve más y más delgado. Incluso en el espacio interestelar, hay gas.

Asumiré que el OQ no significa “velocidad terminal” en el sentido habitual, sino que está preguntando sobre la velocidad cuando termina la caída, presumiblemente al tocar el suelo.

En ese caso, la respuesta es la misma que la velocidad de escape: aproximadamente 11.300 m / s. Es la velocidad a la cual la energía cinética por unidad de masa es igual a la energía potencial obtenida al salir del pozo de gravedad de la Tierra. (Para puristas matemáticos, me refiero al límite ya que la altura tiende al infinito de la energía potencial obtenida al subir hacia arriba contra la gravedad de la Tierra).

Incluso un asteroide muy grande, en forma de aguja, hecho de uranio 238, en realidad no llegaría con tanta velocidad … ¡pero causaría mucho daño!

La velocidad terminal es solo la velocidad a la que dejas de acelerar debido a la resistencia del viento y se aplica principalmente al paracaidismo.

Dado que está solicitando la velocidad máxima de la terminal al comenzar desde un punto que está llamando al punto más alto del cielo, entonces el límite teórico es una especie de objeto perfectamente aerodinámico como una especie de dardo.

En ese caso, sería la misma velocidad que tomaría lanzar ese objeto como un proyectil desde el suelo para alcanzar esa altura.

La velocidad sería simétrica a partir de algún dispositivo poderoso de tipo catapulta, como posiblemente un cañón de riel que se lanza a una velocidad increíble como un proyectil sin propulsión, desacelerando todo el camino hasta llegar al punto que elijas definir como el punto más alto en el cielo luego retrocede acelerando todo el camino para golpear a la misma velocidad que fue lanzado.

Mientras la aerodinámica fuera insignificante, la velocidad sería independiente de la masa, aunque la fuerza en el lanzamiento y el impacto cambiarían bastante.

Velocidad de la luz.

Si la Tierra fuera el único objeto, entonces el caso límite sería la velocidad de escape de la Tierra, 11.2 kmps.

Si la Galaxia fuera todo lo que hay … entonces la velocidad límite sería la velocidad de escape de la Vía Láctea desde aquí, aproximadamente 531 kmps, además, si se enfrentara de frente, aumentaría la velocidad del sistema solar … 220 kmps, para un total 751 kmps … quizás también aumente la velocidad orbital de la Tierra.

Puedes ver hacia dónde se dirige esto. La Vía Láctea es parte de un grupo de galaxias … también habría una velocidad de escape para eso. Básicamente, la velocidad límite más alta será la del Universo … que es la velocidad de la luz.

La velocidad más rápida registrada fue 0.9999999999999999999999951c para un protón.

(Es posible que no haya acertado el número de 9, pero se entiende la idea).

Bueno, si un objeto pudiera ser PERFECTAMENTE racionalizado, entonces no habría velocidad terminal, por lo que la velocidad dependería solo de la altura inicial (que realmente no ha especificado). Un objeto ligeramente menos aerodinámico puede golpear el suelo antes de que alcance su velocidad terminal.

Así que no creo que podamos darte un número exacto.

Depende incluso si el objeto resistirá a la reentrada de la atmósfera intacta.

Las variables (principales) son el peso del objeto y la resistencia aerodinámica.

Comenzando a velocidad cero (en relación con la Tierra) y cayendo desde una distancia infinita sin arrastre atmosférico, la velocidad terminal al nivel del mar sería la velocidad de escape, que es la velocidad necesaria para escapar completamente de la Tierra.

El nombre oficial de esta velocidad se llama “velocidad de escape”. Si se lanza una nave espacial desde una plataforma en la superficie de la Tierra con esta velocidad o mayor, se escapará del campo gravitacional de la Tierra. La velocidad de escape se puede calcular a partir de la masa de la Tierra, su radio y la constante gravitacional de Newton G: v_esc = sqrt (2 * G * M / R). Se supone para esa fórmula que la resistencia del aire no ralentiza la nave espacial (una suposición muy errónea). Para la Tierra, esta velocidad es de 11200 metros por segundo, o alrededor de 25,000 millas por hora.

Velocidad de escape de la tierra

Hay pequeñas correcciones para la rotación y la oblación de la Tierra.