Calculadora de velocidad terminal

La velocidad terminal es la velocidad constante a la que se aproxima un objeto en caída cuando la fuerza de arrastre ascendente iguala su peso descendente. Una vez equilibradas, la fuerza neta y la aceleración son cero, aunque el objeto sigue moviéndose. Esta calculadora usa la conocida ecuación de arrastre cuadrático vₜ = √(2mg/(ρCₐA)). Aquí m es la masa, g la aceleración de la gravedad, ρ la densidad del fluido, Cₐ el coeficiente de arrastre adimensional y A el área transversal proyectada perpendicular al movimiento. La ecuación es especialmente útil para objetos que se desplazan lo bastante rápido por aire u otro fluido como para que el arrastre sea aproximadamente proporcional al cuadrado de la velocidad. Una masa o gravedad mayores aumentan la velocidad terminal. Una mayor densidad del fluido, coeficiente de arrastre o área frontal aumenta la resistencia y reduce esa velocidad. Por eso la forma y la orientación importan mucho: un paracaidista con las extremidades extendidas tiene más área y normalmente más coeficiente de arrastre que la misma persona en una caída aerodinámica. El coeficiente de arrastre no es una propiedad universal del material. Depende de la geometría, rugosidad, orientación, número de Reynolds y condiciones del flujo. Entre los valores aproximados habituales están 0.47 para una esfera lisa y alrededor de 1.0 a 1.3 para cuerpos romos anchos, pero un análisis de ingeniería preciso debe usar datos experimentales o referencias validadas. El área transversal debe ser la presentada al flujo, no la superficie total. En condiciones estándar al nivel del mar, cerca de 15 °C, la densidad del aire seco es aproximadamente 1.225 kg/m³; disminuye con la altitud y cambia con la temperatura y la presión. Este modelo ideal supone densidad y coeficiente de arrastre constantes, ausencia de viento y suficiente distancia de caída para desarrollar una velocidad estable. No calcula el tiempo ni la distancia necesarios para acercarse a la velocidad terminal. También ignora el empuje, a menudo despreciable para objetos densos en aire, pero importante en líquidos o cuerpos de baja densidad. En trabajos aeroespaciales, deportivos o de ingeniería donde la seguridad sea crítica, trata el resultado como una estimación y utiliza un modelo completo de trayectoria, márgenes de incertidumbre adecuados y datos físicos verificados.