Kalkulator ini menemukan kecepatan konstan yang dicapai benda jatuh ketika hambatan udara bertambah cukup besar untuk menyeimbangkan beratnya.
📋
Panduan langkah demi langkah
Cara menggunakan kalkulator ini
3 langkah▸
1
Masukkan massa, luas, koefisien hambatan, dan kepadatan udara
Isikan massa benda jatuh (kg), luas penampang aliran udara (m²), koefisien hambatannya, dan kepadatan udara (kg/m³ — 1,225 di permukaan laut). Kalkulator diperbarui secara instan saat Anda mengetik.
2
Baca kecepatan terminal
Kartu hasil menunjukkan kecepatan terminal dalam meter per detik, dengan mil per jam setara tepat di bawahnya. Ini adalah kecepatan konstan yang dicapai benda ketika gaya tarik menyeimbangkan beratnya secara tepat.
3
Bandingkan posisi tubuh atau selesaikan hal yang tidak diketahui
Beralih ke tab Skydiver Preset untuk membandingkan kecepatan perut ke bumi, kepala ke bawah, dan kecepatan membuka parasut secara berdampingan, atau gunakan tab Solve untuk menghitung mundur dari kecepatan target ke massa, luas, atau koefisien hambatan yang akan menghasilkannya.
⚡
Referensi
Rumus dan metodologi
1 rumus▸
Kecepatan terminal
v = √(2mg / (ρ·A·Cd))
Kecepatan terminal dicapai bila gaya tarik (½·ρ·v²·Cd·A) sama dengan berat benda (m·g), sehingga percepatan benda berhenti. m adalah massa dalam kg, g adalah gravitasi standar (9,80665 m/s²), ρ (rho) adalah massa jenis udara dalam kg/m³, A adalah luas penampang yang menghadap aliran udara dalam m², dan Cd adalah koefisien hambatan tak berdimensi.
📖
Glosarium
Penjelasan istilah penting
7 istilah▸
Kecepatan konstan maksimum yang dicapai benda jatuh ketika gaya tarik sama dengan gaya gravitasi, sehingga percepatan totalnya adalah nol.
Gaya resistif yang diberikan udara pada benda bergerak, berlawanan dengan gerakannya. Ia tumbuh seiring dengan kuadrat kecepatan, itulah sebabnya kecepatan terminal ada — gaya hambat pada akhirnya akan mengimbangi beban.
Bilangan tak berdimensi yang menggambarkan betapa rampingnya bentuk suatu benda. Nilai yang lebih rendah (seperti 0,04 untuk tetesan air mata) berarti hambatan yang lebih sedikit; nilai yang lebih tinggi (mendekati 1,0-1,3) berarti lebih baik, seperti pada pelat datar atau parasut terbuka.
Luas objek yang dilihat secara langsung oleh udara yang datang — 'siluet' yang harus didorong oleh aliran udara, diukur dalam meter persegi.
Massa udara per satuan volume, sekitar 1,225 kg/m³ di permukaan laut dan 15°C. Kepadatan udara menurun seiring ketinggian dan meningkat pada kondisi yang lebih dingin dan kering, yang mengubah kecepatan terminal.
Gerak di bawah gravitasi saja tanpa ada gaya lain yang bekerja. Dalam jatuh bebas sejati (ruang hampa, atau mengabaikan hambatan udara), sebuah benda terus mengalami percepatan dan tidak pernah mencapai kecepatan terminal.
Keadaan dimana gaya total pada suatu benda adalah nol. Pada kecepatan terminal, gaya tarik ke atas dan berat ke bawah berada dalam keseimbangan, sehingga kecepatan tetap konstan.
👥
Skenario
Contoh dalam kehidupan nyata
3 contoh nyata▸
🧍
Penerjun payung, perut ke bumi
Seorang penerjun payung seberat 75 kg dalam posisi standar elang menyebar, perut-ke-bumi (luas ≈ 0,84 m², koefisien hambatan ≈ 0,5) jatuh di udara permukaan laut (1,225 kg/m³).
Massa 75 kgDaerah 0,84 m²Koefisien drag 0.5Kepadatan udara 1.225 kg/m³
Kecepatan terminal mencapai sekitar 53,5 m/s — kira-kira 120 mph, setara dengan kecepatan terjun payung dari perut ke bumi yang umum disebutkan. Ini adalah kecepatan terjun bebas sebelum parasut terbuka.
⚖️
Pelompat yang lebih berat vs. yang lebih ringan
Dua penerjun payung dengan posisi dan luas perut-ke-bumi yang sama persis, namun yang satu berbobot 100 kg dan yang lainnya 75 kg.
Massa (lebih berat) 100 kgMassa (lebih ringan) 75 kg
Pelompat yang lebih berat mencapai sekitar 61,7 m/s dibandingkan 53,5 m/s untuk pelompat yang lebih ringan — benda yang lebih berat jatuh lebih cepat pada kecepatan terminal ketika bentuk dan luasnya sama, karena bobot yang lebih besar memerlukan gaya tarik yang lebih besar (dan dengan demikian kecepatan yang lebih besar) untuk menyeimbangkannya.
🪂
Parasut terbuka
Pelompat seberat 75 kg yang sama setelah memasang parasut, yang meningkatkan luas (≈ 25 m²) dan koefisien hambatan (≈ 1,5) secara dramatis.
Massa 75 kgDaerah 25 m²Koefisien drag 1.5
Kecepatan terminal turun menjadi sekitar 5,7 m/s (kira-kira 13 mph) — kecepatan pendaratan yang aman. Meningkatkan luas area dan koefisien hambatan adalah cara parasut mengubah kecepatan jatuh bebas yang mematikan menjadi tingkat penurunan yang dapat bertahan.
🔗
Referensi
Sitasi kalkulator ini
APA & MLA▸
Gunakan salah satu format ini untuk menyitasi kalkulator dalam makalah, laporan, atau daftar sumber.
Kalkulator ini menemukan kecepatan konstan yang dicapai benda jatuh ketika hambatan udara bertambah cukup besar untuk menyeimbangkan beratnya. Ini adalah fisika yang sama di balik kecepatan terjun payung, ukuran tetesan hujan, dan mengapa bulu dan bola bowling jatuh dengan cara yang sangat berbeda di udara (tetapi identik dalam ruang hampa).
Cara kerja Kalkulator Kecepatan Terminal
▸
Saat sebuah benda jatuh, gravitasi mempercepatnya ke bawah sementara hambatan udara (tarikan) mendorongnya mundur, semakin kuat semakin cepat benda itu bergerak — gaya tarik berskala dengan kecepatan kuadrat. Akhirnya gaya tarik sama persis dengan berat benda, percepatan turun menjadi nol, dan benda jatuh dengan kecepatan konstan: kecepatan terminalnya. Kalkulator menyelesaikan v = √(2mg / (ρ·A·Cd)) langsung dari hukum kedua Newton pada titik kesetimbangan tersebut, menggunakan gravitasi standar g = 9,80665 m/s².
Masukan dan artinya
▸
Massa (kg) adalah berat total benda yang jatuh, termasuk peralatan apa pun. Luas penampang (m²) adalah luas permukaan yang dihadirkan objek terhadap udara — penerjun payung elang menyebar jauh lebih luas dibandingkan orang yang sama yang menyelam dengan kepala menghadap ke bawah. Koefisien tarikan adalah faktor bentuk tak berdimensi: bentuk ramping memiliki nilai yang rendah (0,04-0,3), bentuk datar atau tidak beraturan mendekati 1,0-1,3, dan kanopi parasut yang dipasang biasanya memiliki nilai 1,3-1,5. Kepadatan udara (kg/m³) defaultnya adalah 1,225, yang merupakan standar permukaan laut, namun turun seiring ketinggian — udara yang lebih tipis berarti hambatan yang lebih sedikit dan kecepatan terminal yang lebih tinggi untuk objek yang sama.
Batasan dan kasus tepi
▸
Rumus ini mengasumsikan koefisien gaya hambat yang konstan dan aliran udara yang stabil dan berturbulensi rendah, yang merupakan perkiraan yang baik untuk sebagian besar benda jatuh sehari-hari namun rusak pada kecepatan yang sangat tinggi (rezim transonik dan supersonik, di mana gaya tarik berperilaku berbeda) atau untuk benda yang jatuh dan berubah orientasi pada pertengahan musim gugur. Hal ini juga mengasumsikan objek mulai dari keadaan diam dan memiliki jarak yang cukup untuk benar-benar mencapai kecepatan terminal — seorang penerjun payung biasanya memerlukan waktu sekitar 12 detik dan jarak jatuh 450-460 meter untuk sampai ke sana. Masukan kepadatan udara harus mencerminkan ketinggian dan kondisi musim gugur, bukan hanya permukaan laut, untuk mendapatkan hasil yang paling akurat.
❓
Pertanyaan
Pertanyaan umum
6 pertanyaan▸
Rumus apa yang digunakan Kalkulator Kecepatan Terminal?+
Ia menggunakan v = √(2mg / (ρ·A·Cd)), diperoleh dengan menetapkan gaya tarik (½·ρ·v²·Cd·A) sama dengan berat (m·g) dan menyelesaikan v. Di sini m adalah massa, g adalah gravitasi standar (9,80665 m/s²), ρ adalah massa jenis udara, A adalah luas penampang, dan Cd adalah koefisien hambatan.
Seberapa cepat kecepatan terminal skydiver?+
Penerjun payung dalam posisi perut-ke-bumi standar biasanya mencapai kecepatan sekitar 120 mph (kira-kira 53-55 m/s). Menyelam dengan kepala menghadap ke bawah dalam posisi ramping mengurangi luas penampang dan dapat mendorong kecepatan terminal hingga 150-200 mph, sementara menggunakan parasut meningkatkan area dan koefisien hambatan yang cukup untuk memperlambat penurunan hingga 10-15 mph yang aman.
Mengapa membuka parasut sangat memperlambat Anda?+
Parasut secara dramatis meningkatkan luas penampang (dari di bawah 1 m² menjadi 20-30 m² atau lebih) dan koefisien hambatan. Karena kecepatan terminal bergantung pada akar kuadrat dari 1/(A·Cd), peningkatan besar pada salah satu variabel akan menghasilkan penurunan kecepatan terminal yang besar — mengubah jatuh bebas ~120 mph menjadi pendaratan ~12 mph.
Kapan kecepatan terminal sebenarnya tercapai?+
Kecepatan terminal dicapai secara asimtotik - secara teknis tidak pernah mengenai secara tepat, namun sebuah benda menjadi cukup dekat sehingga tidak dapat dibedakan darinya setelah jarak dan waktu jatuh yang cukup. Seorang skydiver, misalnya, mencapai sekitar 99% kecepatan terminalnya setelah sekitar 12 detik dan jatuh pada jarak 450-460 meter.
Satuan apa yang digunakan kalkulator ini?+
Massa dalam kilogram, luas dalam meter persegi, massa jenis udara dalam kilogram per meter kubik, dan koefisien hambatan tidak berdimensi (tidak ada satuan). Hasilnya ditampilkan dalam meter per detik dan mil per jam sehingga dapat dibaca di sistem mana pun.
Mengapa benda yang lebih berat jatuh lebih cepat pada kecepatan terminal?+
Untuk benda dengan bentuk dan luas yang sama, benda yang lebih berat memerlukan gaya tarik yang lebih besar untuk mencapai keseimbangan, dan gaya tarik hanya bertambah jika bergerak lebih cepat — sehingga benda yang lebih berat akan berada pada kecepatan terminal yang lebih tinggi daripada benda yang lebih ringan dengan bentuk yang sama. Inilah sebabnya mengapa bola bowling dan bola pantai, yang dijatuhkan dari ketinggian yang sama dengan bentuk yang serupa tetapi massa yang sangat berbeda, akan mencapai kecepatan terminal yang sangat berbeda meskipun jatuh di udara yang sama.
📄
Simpan & bagikan
Dapatkan PDF hasil dengan merek Calculover
Unduh PDF satu halaman berisi hasil Anda. Masukkan alamat email untuk menerima kiat kalkulator sesekali. Tanpa spam, dan Anda dapat berhenti berlangganan kapan saja. Privasi.