Calculadora de velocidade terminal

Velocidade terminal é a velocidade constante da qual um objeto em queda se aproxima quando a força de arrasto para cima iguala seu peso para baixo. Quando essas forças se equilibram, a força resultante e a aceleração se tornam zero, embora o objeto continue em movimento. Esta calculadora usa a conhecida equação de arrasto quadrático vₜ = √(2mg/(ρCₐA)). Nela, m é a massa, g a aceleração da gravidade, ρ a densidade do fluido, Cₐ o coeficiente de arrasto adimensional e A a área transversal projetada perpendicular ao movimento. A equação é mais útil para objetos que se movem rápido o suficiente no ar ou em outro fluido para que o arrasto seja aproximadamente proporcional ao quadrado da velocidade. Maior massa ou gravidade aumenta a velocidade terminal. Maior densidade do fluido, coeficiente de arrasto ou área frontal aumenta a resistência e reduz essa velocidade. Por isso, forma e orientação são importantes: um paraquedista com braços e pernas abertos tem uma área maior e, em geral, maior coeficiente de arrasto do que a mesma pessoa em um mergulho aerodinâmico. O coeficiente de arrasto não é uma propriedade universal do material. Ele depende da geometria, rugosidade, orientação, número de Reynolds e condições do escoamento. Valores aproximados típicos incluem cerca de 0.47 para uma esfera lisa e aproximadamente 1.0 a 1.3 para corpos rombudos largos, mas uma análise precisa deve usar dados experimentais ou referências validadas. A seção transversal deve ser a área apresentada ao fluxo, não a área superficial total. Em condições padrão ao nível do mar, perto de 15 °C, a densidade do ar seco é cerca de 1.225 kg/m³; ela diminui com a altitude e muda com a temperatura e a pressão. Este modelo ideal pressupõe densidade e coeficiente de arrasto constantes, ausência de vento e distância de queda suficiente para desenvolver uma velocidade estável. Ele não calcula o tempo nem a distância necessários para se aproximar da velocidade terminal. Também ignora o empuxo, geralmente desprezível para objetos densos no ar, mas relevante em líquidos ou corpos de baixa densidade. Em trabalhos aeroespaciais, esportivos ou de engenharia críticos para a segurança, trate o resultado como estimativa e use um modelo completo de trajetória, margens de incerteza adequadas e dados físicos verificados.