Qu’est-ce que la vélocité terminale ?
Le moteur de l’avion gronde bruyamment, mais vous semblez le sentir plus que l’entendre. Le vent qui s’engouffre dans la baie ouverte noie tous les autres sons. Pourtant, il y a un son que vous semblez entendre par-dessus tous les autres : le martèlement de votre cœur qui s’emballe.
Le parachute sur votre dos pèse lourdement sur vos épaules. En ce moment, avant le saut, il ressemble plus à un boulet qu’à un meilleur ami. Lorsque vous ferez ce saut dans le grand inconnu, cependant, vous savez que vous serez heureux qu’il soit attaché à votre dos, prêt à vous faire flotter en toute sécurité vers la Terre.
Le moment est venu. Vous sentez le coup sur votre jambe qui vous dit qu’il est temps de sauter. Vous faites les quelques pas vers la baie ouverte. En regardant en bas, votre cœur fait un bond dans votre gorge. Vous fermez les yeux et sautez !
Vous vous sentez en chute libre, vous vous précipitez vers la Terre. Vous ouvrez les yeux et voyez le sol se rapprocher lentement. Vous semblez prendre de la vitesse au fur et à mesure de votre chute. Bientôt, cependant, vous savez que vous atteindrez la vitesse terminale.
Qu’est-ce que c’est ? Est-ce le moment où vous devez ouvrir votre parachute ou faire face à une mort certaine lors de l’impact avec la Terre ? Serait-ce la vitesse à laquelle vous traverserez un portail vers un autre monde ? Pas du tout ! C’est juste la vitesse à laquelle vous n’accélérerez plus.
Avec un nom aussi cool que « vitesse terminale », beaucoup de gens supposent que cela signifie quelque chose de sinistre ou d’extraordinaire. En réalité, cependant, il décrit simplement une réalité physique basée sur la première loi du mouvement de Newton.
Lorsqu’un objet (comme un parachutiste !) tombe librement dans un milieu, comme l’eau ou l’air, la force de gravité le tire vers la Terre. Lorsque l’objet tombe, sa vitesse augmente en s’accélérant vers la Terre. En d’autres termes, il commence à tomber de plus en plus vite vers la Terre grâce à la gravité.
La gravité n’est cependant pas la seule force qui agit sur l’objet. Les molécules d’air entrent en collision avec l’objet qui tombe, le poussant vers le haut contre la gravité. Les scientifiques appellent cette force la résistance de l’air. Au fur et à mesure que la vitesse de l’objet en chute augmente, la résistance de l’air augmente également.
Éventuellement, la résistance de l’air sera égale au poids de l’objet en chute libre. Lorsque cela se produit, l’objet atteint la vitesse terminale. Cela signifie que l’objet en chute a atteint sa vitesse maximale et que l’accélération est maintenant nulle. L’objet continuera à tomber à la même vitesse (vitesse terminale) pour le reste de sa chute libre… jusqu’à ce qu’il heurte la Terre ou qu’il tire sur le cordon de déchirure du parachute dans le cas d’un parachutiste!
La vitesse terminale peut être affectée par quelques facteurs différents. Par exemple, un objet plus lourd aura généralement une vitesse terminale plus élevée. Dans le cas des parachutistes, la vitesse terminale peut également dépendre de l’orientation du corps pendant la chute libre. Une surface plus petite (corps replié en boule) aura une vitesse terminale plus élevée qu’une surface plus grande (bras et jambes tendus).
Alors, quelles vitesses atteignent les parachutistes en chute libre ? Bien que cela varie selon les personnes, la plupart des parachutistes atteignent une vitesse terminale d’environ 125 miles par heure. Les parachutistes expérimentés qui rationalisent leur corps pendant la chute libre ont atteint des vitesses de plus de 200 miles par heure !
Étonnamment, 200 miles par heure n’est même pas proche de la vitesse la plus rapide jamais atteinte pendant un saut en parachute, cependant. En octobre 2012, le parachutiste autrichien Felix Baumgartner a sauté d’un ballon d’hélium dans la stratosphère, à plus de 24 miles au-dessus de la Terre.
Parce que l’atmosphère à cette hauteur est si mince, il n’y a pratiquement aucune résistance de l’air au début de la chute libre. Cela permet au parachutiste d’atteindre une vitesse terminale beaucoup plus élevée avant de rencontrer l’atmosphère normale de la Terre bien en dessous.
Lors du saut en parachute de Baumgartner, il a atteint une vitesse maximale estimée à environ 843,6 miles par heure. Comme c’est plus rapide que la vitesse du son, Baumgartner a créé son propre bang sonique pendant son saut en parachute !
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