Hvordan påvirker tyngdekraften og luftmodstanden et faldende legeme?

Tyngekraft og luftmodstand er to modsatrettede kræfter, der virker på et faldende legeme. Tyngdekraften er den kraft, der trækker kroppen mod jordens centrum, mens luftmodstand er den kraft, der modarbejder kroppens bevægelse gennem luften.

Accelerationen på grund af tyngdekraften er en konstant værdi på ca. 9,8 m/s². Det betyder, at i mangel af luftmodstand ville et legeme falde med en konstant hastighed på 9,8 m/s.

Luftmodstanden stiger dog, når hastigheden på den faldende genstand stiger. Det betyder, at accelerationen af ​​det faldende objekt falder, når det falder. Til sidst vil luftmodstanden blive lig med tyngdekraften, og objektet vil nå sin terminale hastighed.

En genstands terminalhastighed er den maksimale hastighed, hvormed det vil falde. Denne hastighed bestemmes af objektets masse, overfladeareal og modstandskoefficient.

Her er nogle eksempler på, hvordan tyngdekraft og luftmodstand påvirker faldende genstande:

- En faldskærmsudspringer falder hurtigere end en fjer. Det skyldes, at faldskærmsudspringeren har en større masse og overfladeareal end fjeren, så han oplever mere luftmodstand.

- En golfbold falder hurtigere end en tennisbold. Dette skyldes, at golfbolden har et mindre overfladeareal end tennisbolden, så den oplever mindre luftmodstand.

- En helikopter falder hurtigere end et fly. Det skyldes, at helikopterens rotorer skaber mere luftmodstand end flyets vinger.