终端速度

最终速度是物体在流体中下落时所能达到的xxx速度。 当阻力 (Fd) 和浮力之和等于作用在物体上的向下重力 (FG) 时，就会发生这种情况。 由于作用在物体上的合力为零，物体的加速度为零。

在流体动力学中，如果物体的速度由于其运动所经过的流体施加的约束力而保持恒定，则该物体以其终端速度运动。

随着物体速度的增加，作用在其上的阻力也会增加，这也取决于它所经过的物质。 在某种速度下，阻力或阻力将等于物体上的引力。 此时物体停止加速并以称为终端速度的恒定速度继续下落。 一个物体向下移动的速度快于终端速度将减速直到达到终端速度。 阻力取决于投影面积，此处由物体在水平面上的横截面或轮廓表示。 投影面积相对于其质量较大的物体的最终速度低于投影面积相对于其质量较小的物体。 一般来说，对于相同的形状和材料，物体的终端速度随着尺寸的增加而增加。 这是因为向下的力（重量）与线性尺寸的立方成正比，而空气阻力与截面积近似成正比，截面积仅随线性尺寸的平方增加。 对于非常小的物体，如灰尘和薄雾，终端速度很容易被对流克服，从而阻止它们到达地面，因此它们无限期地悬浮在空气中。 空气污染和雾是对流的例子。

例如，根据风阻，跳伞运动员在俯卧自由落体姿势下的极限速度约为 55 米/秒。 这个速度是速度的渐近极限值，随着接近极限速度，作用在身体上的力越来越趋于平衡。 在本例中，速度达到终端速度的 50% 仅需约 3 秒，而达到 90% 需要 8 秒，达到 99% 需要 15 秒，依此类推。

如果跳伞者收紧四肢，则可以获得更高的速度。 在这种情况下，终端速度增加到大约 90 米/秒（300 英尺/秒），这几乎是游隼俯冲猎物的终端速度。 根据 1920 年美国陆军军械研究，一颗典型的 .30-06 子弹向下坠落时会达到相同的终端速度——当它返回地面时向上发射，或从塔上坠落。

竞赛速度跳伞运动员以头朝下的姿势飞行，速度可达 150 米/秒（490 英尺/秒），尽管他在空气密度低得多的高海拔地区达到了这个速度 比在地球表面，产生相应较低的阻力。

使用数学术语，在不考虑浮力效应的情况下，终端速度由 V t = 2 m g ρ A C d

V t  表示终端速度，

• m 是下落物体的质量，
• g是重力加速度，
• C d 为风阻系数，
• ρ  是物体下落所经过的流体的密度
• A  是物体的投影面积。

实际上，物体逐渐接近其极限速度。