Mikä on loppunopeus?
Koneen moottori jyrisee äänekkäästi, mutta tunnut enemmän tuntevan kuin kuulevan sen. Avoimen lahden ohi ryntäävä tuuli hukuttaa kaikki muut äänet. Silti on yksi ääni, jonka tunnut kuulevan yli muiden: sykkivän sydämesi jyskytys.
Selässäsi oleva laskuvarjo painaa raskaasti harteillasi. Juuri nyt, ennen hyppyä, se tuntuu enemmän myllynkiveltä kuin parhaalta ystävältä. Kun teet hyppysi suureen tuntemattomaan, tiedät kuitenkin, että olet iloinen, että se on kiinnitetty selkääsi, valmiina lennättämään sinut turvallisesti takaisin maahan.
Aika on koittanut. Tunnet kopautuksen jalkaasi, joka kertoo, että on aika hypätä. Otat muutaman askeleen avoimeen lahdelle. Kun katsot alas, sydämesi hyppää kurkkuusi. Suljet silmäsi ja hyppäät!
Tunnet olevasi vapaassa pudotuksessa, syöksyen kohti Maata. Avaat silmäsi ja näet maan lähestyvän hitaasti. Näytät saavan vauhtia pudotessasi. Pian kuitenkin tiedät saavuttavasi loppunopeuden.
Mikä tuo on? Onko se kohta, jolloin sinun on avattava laskuvarjosi tai kohtaat varman kuoleman törmätessäsi Maahan? Voisiko se olla nopeus, jolla siirryt portaalin läpi toiseen maailmaan? Ei! Se on vain nopeus, jolla et enää kiihdy.
Viileällä nimellä, kuten ”loppunopeus”, monet ihmiset olettavat sen tarkoittavan jotain synkkää tai erikoista. Todellisuudessa se kuitenkin yksinkertaisesti kuvaa fysikaalista todellisuutta, joka perustuu Newtonin ensimmäiseen liikelakiin.
Kun esine (kuten laskuvarjohyppääjä!) putoaa vapaasti jonkin väliaineen, kuten veden tai ilman, painovoima vetää sitä kohti Maata. Kun kappale putoaa, sen nopeus kasvaa sen kiihtyessä kohti Maata. Toisin sanoen se alkaa painovoiman ansiosta pudota yhä nopeammin ja nopeammin kohti Maata.
Painovoima ei kuitenkaan ole ainoa esineeseen vaikuttava voima. Ilmamolekyylit törmäävät putoavaan kappaleeseen ja työntävät sitä ylöspäin painovoimaa vastaan. Tutkijat kutsuvat tätä voimaa ilmanvastukseksi. Kun putoavan esineen nopeus kasvaa, myös ilmanvastus kasvaa.
Lopulta ilmanvastus on yhtä suuri kuin vapaasti putoavan esineen paino. Kun tämä tapahtuu, kappale saavuttaa loppunopeuden. Tämä tarkoittaa, että putoava kappale on saavuttanut maksiminopeutensa ja kiihtyvyys on nyt nolla. Esine jatkaa putoamistaan samalla nopeudella (loppunopeudella) vapaapudotuksensa loppuosan ajan… kunnes se osuu Maahan tai vetää laskuvarjon repäisynarusta, jos kyseessä on laskuvarjohyppääjä!
Loppunopeuteen voi vaikuttaa muutama eri tekijä. Esimerkiksi painavammalla esineellä on yleensä suurempi loppunopeus. Laskuvarjohyppääjien tapauksessa loppunopeus voi riippua myös kehon suunnasta vapaan pudotuksen aikana. Pienemmällä pinta-alalla (vartalo painautuneena palloon) on suurempi loppunopeus kuin suuremmalla pinta-alalla (kädet ja jalat ojennettuina).
Mitä nopeuksia laskuvarjohyppääjät saavuttavat vapaapudotuksen aikana? Vaikka se vaihtelee henkilöittäin, useimmat laskuvarjohyppääjät saavuttavat loppunopeuden noin 125 mailia tunnissa. Kokeneet laskuvarjohyppääjät, jotka virtaviivaistavat vartalonsa vapaapudotuksen aikana, ovat saavuttaneet yli 200 mailin tuntinopeuden!
Hämmästyttävää kyllä, 200 mailia tunnissa ei ole lähelläkään nopeinta nopeutta, joka on koskaan saavutettu laskuvarjohypyn aikana. Lokakuussa 2012 itävaltalainen laskuvarjohyppääjä Felix Baumgartner hyppäsi heliumpallosta stratosfäärissä yli 24 mailin korkeudessa maapallon yläpuolella.
Koska ilmakehä on tuossa korkeudessa niin ohut, vapaapudotuksen alkaessa ilmanvastusta ei juuri ole. Tämän ansiosta laskuvarjohyppääjä voi saavuttaa paljon suuremman loppunopeuden ennen kuin hän kohtaa maapallon normaalin ilmakehän kaukana alapuolella.
Baumgartner saavutti laskuvarjohypyllään arvioituna huippunopeuden, joka oli noin 843,6 mailia tunnissa. Koska se on nopeampi kuin äänen nopeus, Baumgartner loi laskuvarjohyppynsä aikana oman äänimyrskynsä!