Esta calculadora encontra a velocidade constante que um objeto em queda eventualmente atinge quando a resistência do ar aumenta o suficiente para equilibrar seu peso. É a mesma física por trás das velocidades do paraquedismo, do tamanho das gotas de chuva e do motivo pelo qual uma pena e uma bola de boliche caem de maneira muito diferente no ar (mas de forma idêntica no vácuo).

Como funciona a calculadora de velocidade terminal

À medida que um objeto cai, a gravidade o acelera para baixo, enquanto a resistência do ar (arrasto) o empurra para trás, ficando mais forte à medida que avança — a força de arrasto aumenta com a velocidade ao quadrado. Eventualmente, a força de arrasto é exatamente igual ao peso do objeto, a aceleração cai para zero e o objeto cai a uma velocidade constante: sua velocidade terminal. A calculadora resolve v = √(2mg / (ρ·A·Cd)) diretamente da segunda lei de Newton nesse ponto de equilíbrio, usando a gravidade padrão g = 9,80665 m/s².

Entradas e o que elas significam

Massa (kg) é o peso total do objeto em queda, incluindo qualquer equipamento. A área da seção transversal (m²) é a quantidade de superfície que o objeto apresenta para o ar que se aproxima - um paraquedista de águia aberta apresenta muito mais área do que a mesma pessoa mergulhando de cabeça para baixo. O coeficiente de arrasto é um fator de forma adimensional: formas aerodinâmicas têm valores baixos (0,04-0,3), formas planas ou irregulares estão mais próximas de 1,0-1,3 e um dossel de pára-quedas implantado é normalmente 1,3-1,5. A densidade do ar (kg/m³) é padronizada como 1,225, o padrão do nível do mar, mas diminui com a altitude – ar mais rarefeito significa menos arrasto e maior velocidade terminal para o mesmo objeto.

Limites e casos extremos

Esta fórmula assume um coeficiente de arrasto constante e um fluxo de ar constante e de baixa turbulência, o que é uma boa aproximação para a maioria dos objetos que caem no dia a dia, mas quebra em velocidades muito altas (regimes transônico e supersônico, onde o arrasto se comporta de maneira diferente) ou para objetos que caem e mudam de orientação no meio da queda. Ele também assume que o objeto parte do repouso e tem distância suficiente para realmente atingir a velocidade terminal – um paraquedista normalmente precisa de cerca de 12 segundos e 450-460 metros de queda para chegar lá. As informações de densidade do ar devem refletir a altitude e as condições da queda, e não apenas o nível do mar, para obter resultados mais precisos.