Mi a végsebesség?
A repülőgép motorja hangosan dübörög, de úgy tűnik, inkább érzed, mint hallod. A nyitott öböl mellett suhanó szél elnyom minden más hangot. Mégis, van egy hang, amit mintha minden másnál jobban hallanál: a száguldó szíved dobogása.
A hátadon lévő ejtőernyő súlyosan nehezedik a válladra. Most, az ugrás előtt inkább malomkőnek érzed, mint legjobb barátodnak. Amikor azonban megteszed az ugrást a nagy ismeretlenbe, tudod, hogy örülni fogsz, hogy a hátadra van csatolva, készen arra, hogy biztonságban visszaússz a Földre.
Az idő eljött. Érzed a kopogást a lábadon, ami azt jelzi, hogy itt az ideje ugrani. Megteszed a pár lépést a nyitott öbölig. Lenézve, a szíved a torkodba ugrik. Behunyod a szemed és leugrasz!
Érzed, hogy szabadesésben vagy, és a Föld felé száguldasz. Kinyitod a szemed, és látod, hogy a föld lassan közeledik. Úgy tűnik, hogy zuhanás közben egyre nagyobb sebességre teszel szert. Hamarosan azonban tudod, hogy el fogod érni a végsebességet.
Mi ez? Ez az a pont, amikor ki kell nyitnod az ejtőernyődet, vagy a Földbe való becsapódáskor a biztos halállal kell szembenézned? Lehet, hogy ez az a sebesség, amikor átmész egy portálon egy másik világba? Nem! Ez csak az a sebesség, amikor már nem gyorsulsz tovább.
Egy olyan menő névvel, mint a “végsebesség”, sokan azt gondolják, hogy valami baljós vagy rendkívüli dolgot jelent. A valóságban azonban egyszerűen egy fizikai valóságot ír le, amely Newton első mozgástörvényén alapul.
Amikor egy tárgy (például egy ejtőernyős!) szabadon esik egy közegben, például a vízben vagy a levegőben, a gravitációs erő a Föld felé húzza. Ahogy a tárgy esik, sebessége növekszik, ahogyan a Föld felé gyorsul. Más szóval, a gravitációnak köszönhetően egyre gyorsabban és gyorsabban kezd esni a Föld felé.
A gravitáció azonban nem az egyetlen erő, ami a tárgyra hat. A levegő molekulái ütköznek a zuhanó tárgynak, és a gravitáció ellenében felfelé nyomják azt. A tudósok ezt az erőt légellenállásnak nevezik. Ahogy a zuhanó tárgy sebessége nő, úgy nő a légellenállás is.
A légellenállás végül eléri a szabadesésben lévő tárgy súlyát. Amikor ez bekövetkezik, a tárgy eléri a végsebességet. Ez azt jelenti, hogy a zuhanó tárgy elérte a maximális sebességét, és a gyorsulás most már nulla. A tárgy a szabadesés hátralévő részében ugyanolyan sebességgel (végsebességgel) zuhan tovább… amíg a Földbe nem ütközik, vagy ejtőernyősök esetében meg nem húzza az ejtőernyő zsinórját!
A végsebességet néhány különböző tényező befolyásolhatja. Például egy nehezebb tárgynak általában nagyobb lesz a végsebessége. Ejtőernyősök esetében a végsebesség függhet a test szabadesés közbeni tájolásától is. Egy kisebb felületű (labdába húzott test) nagyobb végsebességgel fog rendelkezni, mint egy nagyobb felületű (kinyújtott karok és lábak).
Milyen sebességet érnek el az ejtőernyősök szabadesés közben? Bár ez személyenként változik, a legtöbb ejtőernyős kb. 125 mérföld/óra végsebességet ér el. Tapasztalt ejtőernyősök, akik áramvonalasítják a testüket szabadesés közben, több mint 200 mérföld/órás sebességet értek el!
Bámulatos, de a 200 mérföld/óra még csak meg sem közelíti a valaha ejtőernyőzés közben elért leggyorsabb sebességet. 2012 októberében Felix Baumgartner osztrák ejtőernyős egy héliumos ballonból ugrott ki a sztratoszférában, több mint 24 mérfölddel a Föld felett.
Mivel a légkör ebben a magasságban olyan vékony, hogy a szabadesés kezdetén szinte semmi légellenállás nem tapasztalható. Ez lehetővé teszi az ejtőernyős számára, hogy sokkal nagyobb végsebességet érjen el, mielőtt messze lent a Föld normál légkörével találkozna.
Baumgartner ejtőernyős ugrásakor a becslések szerint körülbelül 843,6 mérföld/órás végsebességet ért el. Mivel ez gyorsabb, mint a hangsebesség, Baumgartner saját hangrobbanást okozott az ejtőernyőzése során!