Si aumenta artificialmente su velocidad de caída libre más allá de la velocidad terminal, ¿disminuirá la velocidad cuando retire el acelerador artificial?

La velocidad terminal es la velocidad a la cual la fuerza de la resistencia del aire sobre el objeto es igual a la fuerza debida a la gravedad, lo que resulta en una fuerza neta 0 y sin aceleración.

La resistencia del aire es una función de la velocidad y actúa en la dirección opuesta a su movimiento (siempre lo ralentiza). Su formula es:

D = Cd * A * .5 * r * V ^ 2

[Arrastrar] = [Coeficiente de arrastre] * [Área de sección transversal] * 0.5 * [Densidad de fluido] * [Velocidad] ^ 2

Al agregar otra fuerza de un jetpack u objeto similar, ha cambiado la fuerza total para que sea mayor que la resistencia del aire. Luego acelerará hacia una nueva velocidad a la cual la resistencia del aire es igual a la fuerza total.

Si luego apaga el jetpack, su mayor velocidad significará que la resistencia del aire ahora es mayor que la fuerza de la gravedad. Esto hará que disminuya la velocidad, hacia su velocidad terminal normal.

Es útil recordar la velocidad terminal como un equilibrio entre la resistencia del aire y las fuerzas (generalmente solo la gravedad). Cuando se agrega o elimina cualquier fuerza, cambia el equilibrio y, por lo tanto, cambia la velocidad de los objetos.

Sí, gradualmente perderá velocidad hasta que la fuerza de gravedad sobre usted = la fuerza de la resistencia del aire.

La velocidad terminal se alcanza cuando las dos fuerzas se equilibran. Si es de aproximadamente 200 km / h = aproximadamente 120 mph = aproximadamente 55 m / s, la resistencia del aire = su peso (incluido el equipo). Si la masa total = 100 kg, su peso = 980 Newtons.

Si su impulso con un paquete de chorro a 75 m / s, esto aumentará la resistencia del aire …

… porque es proporcional al cuadrado de la velocidad.

Entonces, la resistencia del aire aumentaría en un factor (75/55) ^ 2 = aproximadamente 1.86

Entonces la resistencia del aire ahora es de 980 x 1.85 = aproximadamente 1823 Newtons.

Dado que su peso, incluido el equipo, es solo 980, hay una fuerza neta superior a

1823 – 980 = 843 newtons

Esta es la fuerza debida al jetpack, que se suma a su peso, = fuerza de resistencia cuando viaja a 75 m / seg constantes.

Tan pronto como apague su jet, 843 es la fuerza neta que actúa para desacelerarlo … pero solo inicialmente (ya que disminuye a medida que disminuye la velocidad a 55).

La desaceleración inicial simplemente se consigue

F = MA

A = F / M =

843/100 = 8,43 m / seg al cuadrado. Esto no es mucho menos que 1 Gee donde 1 Gee = 9.8 m / seg al cuadrado.

Esto disminuirá proporcionalmente al cuadrado de su velocidad hasta que alcance una etapa donde la diferencia entre la fuerza hacia arriba, la resistencia, = fuerza hacia abajo, el peso. Y suponiendo que no esté mucho más profundo en la atmósfera después de todo esto (la resistencia también es proporcional a la presión del aire, que disminuye exponencialmente con la altura, con una altura de escala de aproximadamente 8 km), esto ocurrirá cuando se mueva a 55 m / s.

Un poco de reflexión mostrará que, dado que el inicio de la maniobra ocurrirá a una altitud más alta, donde la velocidad terminal es más alta (porque el aire es más delgado), la velocidad de inicio antes de encender su jet es en realidad mayor de 55 m / s, que es el velocidad terminal aproximada para baja altitud cerca del suelo. Diga 60 m / s cuando comience el experimento

Por lo tanto, su velocidad cuando ya no esté en movimiento acelerado será algo menor que al comienzo del experimento, en este caso 55 más cerca del suelo frente a, digamos, 60 m / s en la altitud más alta.

Con todo este tipo de cosas pasando por tu cabeza, podrías estar un poco distraído … ¡pero no te olvides de tirar del cordón!

Mantenerse a salvo:).