Ursprunglig fråga:
Hej.

Kan någon på ett enkelt sätt förklara gränshastighet. Hur högt måste jag släppa två föremål ifrån för att de skall uppnå gränshastighet och därför också landa samtidigt. tex en fjäder och ett bowlingklot.

Ett tungt föremål accelererar under längre tid innan det når gränshastighet,..varför? MVH Jennie
/Jennie A, Hammerdal

Svar:
Jennie!

Wikipedia säger:

Gränshastighet (även kallat jämviktshastighet) är inom fluidmekanik den hastighet ett föremål förflyttar sig med när dess hastighet är konstant på grund av bromskraften som utövas av luft, vatten eller någon annan fluid genom vilket den färdas.

Ett fritt fallande objekt når sin gränshastighet när den nedåtriktade gravitationskraften (F_g = mg) är lika med den uppåtriktade bromskraften (F_d ungefär ≈ Av²). Detta gör att resultaten av de båda krafterna blir noll och accelerationen därmed också är noll.

När ett objekt accelererar (vanligtvis nedåt på grund av gravitationen) ökar bromskraften på objektet vilket orsakar en minskning av accelerationen. Vid en viss hastighet kommer bromskraften bli lika med objektets tyngd (mg). När detta inträffar kommer objektet att sluta att accelerera och fortsätter att falla med en konstant hastighet, gränshastigheten. (gränshastighet )

Ett fallande föremål påverkas i huvudsak av två krafter: (1) den nedåtriktade gravitationskraften och (2) den uppåtriktade luftmotståndskraften. Den första är konstant medan den andra ökar med fallhastigheten. När de båda krafterna är lika, upphör accelerationen och föremålet har uppnått gränshastigheten.

Två olika föremål kommer sannolikt att få olika gränshastighet och kommer knappast att landa samtidigt. Ett lätt föremål (fjäder) behöver inte falla lika långt som ett tungt föremål (bowlingklot) innan föremålet når gränshastigheten eftersom hastighetsförändringen för det senare är större.

Se även fråga 21320 (krafter som verkar på ett fallande föremål) och fråga 15385 (beräkning av luftmotståndet och beräkning av gränshastigheten, se uttryck i figuren nedan).

Nyckelord: fallrörelse [31]; gränshastighet [4];