Wat is de eindsnelheid?
De motor van het vliegtuig rommelt luid, maar je lijkt het meer te voelen dan te horen. De wind die door het open veld raast, overstemt alle andere geluiden. Toch is er één geluid dat je boven alle andere lijkt te horen: het bonzen van je bonzende hart.
De parachute op je rug weegt zwaar op je schouders. Op dit moment, voor de sprong, voelt het meer als een molensteen dan een beste vriend. Maar als je de sprong in het onbekende maakt, weet je dat je blij zult zijn dat hij op je rug zit, klaar om je veilig terug naar de aarde te brengen. Je voelt de tik op je been die je vertelt dat het tijd is om te springen. Je neemt de paar stappen naar de open baai. Als je naar beneden kijkt, springt je hart in je keel. Je sluit je ogen en springt! Je voelt jezelf in vrije val, naar de aarde razen. Je opent je ogen en ziet de grond langzaam dichterbij komen. Je lijkt snelheid te maken terwijl je valt. Maar al snel weet je dat je de eindsnelheid bereikt.
Wat is dat? Is het het punt waarop je je parachute moet openen of een zekere dood tegemoet gaat bij de impact met de Aarde? Zou het de snelheid zijn waarmee je door een poort naar een andere wereld gaat? Nope! Het is gewoon de snelheid waarmee je niet meer versnelt.
Met een coole naam als “eindsnelheid”, denken veel mensen dat het iets sinisters of buitengewoons betekent. In werkelijkheid beschrijft het echter gewoon een fysische realiteit die gebaseerd is op de Eerste Bewegingswet van Newton.
Wanneer een voorwerp (zoals een skydiver!) vrij door een medium valt, zoals water of lucht, trekt de zwaartekracht het naar de aarde toe. Als het voorwerp valt, neemt zijn snelheid toe en versnelt het in de richting van de aarde. Met andere woorden: dankzij de zwaartekracht valt het steeds sneller naar de aarde toe.
De zwaartekracht is echter niet de enige kracht die op het voorwerp werkt. Luchtmoleculen botsen met het vallende voorwerp en duwen het tegen de zwaartekracht in omhoog. Wetenschappers noemen deze kracht luchtweerstand. Naarmate de snelheid van het vallende voorwerp toeneemt, neemt ook de luchtweerstand toe.
Ooit zal de luchtweerstand gelijk zijn aan het gewicht van het voorwerp in vrije val. Wanneer dit gebeurt, bereikt het voorwerp de eindsnelheid. Dit betekent dat het vallende voorwerp zijn maximumsnelheid heeft bereikt en dat de versnelling nu nul is. Het voorwerp zal met dezelfde snelheid (eindsnelheid) blijven vallen voor de rest van zijn vrije val … totdat het de Aarde raakt of aan het parachute koord trekt in het geval van een parachutespringer!
De eindsnelheid kan worden beïnvloed door een paar verschillende factoren. Bijvoorbeeld, een zwaarder voorwerp zal over het algemeen een hogere eindsnelheid hebben. In het geval van parachutisten kan de eindsnelheid ook afhangen van de oriëntatie van het lichaam tijdens de vrije val. Een kleiner oppervlak (lichaam in een bal) zal een hogere eindsnelheid hebben dan een groter oppervlak (armen en benen uitgestrekt).
Dus welke snelheden bereiken parachutisten tijdens de vrije val? Hoewel het per persoon verschilt, bereiken de meeste skydivers een eindsnelheid van ongeveer 125 mijl per uur. Ervaren skydivers die hun lichaam stroomlijnen tijdens de vrije val hebben snelheden van meer dan 200 mijl per uur bereikt!
Verbazingwekkend genoeg is 200 mijl per uur niet eens in de buurt van de snelste snelheid die ooit tijdens een skydive is bereikt, hoewel. In oktober 2012 sprong de Oostenrijkse parachutist Felix Baumgartner uit een heliumballon in de stratosfeer, meer dan 24 mijl boven de aarde.
Omdat de atmosfeer op die hoogte zo ijl is, is er bijna geen luchtweerstand aan het begin van de vrije val. Hierdoor kan de skydiver een veel hogere eindsnelheid bereiken voordat hij de normale atmosfeer van de aarde ver beneden zich tegenkomt.
Tijdens de skydive van Baumgartner bereikte hij een geschatte topsnelheid van ongeveer 843,6 mijl per uur. Omdat dat sneller is dan de geluidssnelheid, creëerde Baumgartner zijn eigen sonische boem tijdens zijn parachutesprong!