Sobre esta ferramenta
A Calculadora de Velocidade Terminal é uma ferramenta de física gratuita, executada no navegador, que encontra a velocidade constante que um objeto em queda atinge quando o arrasto do ar (ou fluido) equilibra a gravidade. Informe a massa, o coeficiente de arrasto, a área transversal e a densidade do fluido, e ela retorna a velocidade terminal em várias unidades além da força de equilíbrio. Tudo é calculado localmente no seu navegador.
Na velocidade terminal, a força de arrasto é igual ao peso, ½·ρ·v²·A·Cd = m·g, que se reorganiza em vₜ = √(2·m·g / (ρ·A·Cd)). Aqui ρ é a densidade do fluido (ar ≈ 1,225 kg/m³, água ≈ 1000), A é a área frontal, Cd é o coeficiente de arrasto (≈ 0,47 para uma esfera, ≈ 1,0 para um paraquedista de barriga para baixo) e g = 9,81 m/s². A ferramenta também pode resolver para qualquer variável quando as demais são conhecidas.
Use-a para estimar a rapidez com que um paraquedista, gota de chuva ou objeto solto cai. A velocidade terminal é mostrada em metros por segundo, quilômetros por hora e milhas por hora, com a massa em kg, a área em m² e a densidade em kg/m³.
Perguntas frequentes
Qual é a fórmula da velocidade terminal?
Igualando o arrasto ao peso, obtém-se vₜ = √(2·m·g / (ρ·A·Cd)), onde m é a massa, g = 9,81 m/s², ρ é a densidade do fluido, A a área transversal e Cd o coeficiente de arrasto. Nessa velocidade a força resultante é zero, então o objeto para de acelerar.
Que coeficiente de arrasto e densidade devo usar?
Para o ar use ρ = 1,225 kg/m³ (a água é cerca de 1000). Uma esfera lisa tem Cd ≈ 0,47 e um paraquedista de barriga para baixo cerca de 1,0. Os presets preenchem esses valores, e você pode sobrescrever qualquer um.
Ela pode resolver para a massa ou a área?
Sim. Mude o seletor 'resolver para' para massa, coeficiente de arrasto, área ou densidade, informe a velocidade terminal e os valores restantes, e ela inverte a fórmula para encontrar a incógnita.
Por que a força de arrasto é igual ao peso na velocidade terminal?
À medida que a velocidade aumenta, o arrasto (que cresce com v²) aumenta até cancelar exatamente o peso para baixo m·g. Com força resultante zero, o objeto para de acelerar, então a força de arrasto na velocidade terminal é igual ao peso. Toda a matemática roda no seu navegador.
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