Vitesse terminale

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La vitesse terminale d'un objet est celle qu'il atteint lorsque la résistance de l'atmosphère compense son poids alors qu'il est en chute libre. Sa vitesse n'augmente plus (son accélération est donc nulle) une fois cette vitesse terminale atteinte.

Par exemple, pour l'homme, la vitesse terminale est atteinte pour une chute libre supérieure à 550 mètres. Elle équivaut à 195 km·h-1 maximum.

Démonstration[modifier | modifier le code]

Au cours d'une chute libre à travers l'atmosphère, la vitesse terminale est obtenue lorsque la force de gravité égale à la force opposée à la résistance de l'air.

Pour la vitesse terminale, on note :

\vec v_\mathrm{t} = \vec v_\mathrm{max} = \sqrt{\frac{2 m g}{\rho A c_\mathrm{w}}} \vec e_g

qui correspond à :

\!\ m = Masse de l'objet en chute
g = Magnitude de l'accélération normale de la pesanteur terrestre
\vec e_g = Vecteur unitaire de l'accélération normale de la pesanteur terrestre
\!\ c_\mathrm{w} = Coefficient de traînée
\!\ \rho = Masse volumique du milieu à travers lequel se déplace l'objet
\!\ A = Projection sur la zone de l'objet

Une fois que l'équilibre est atteint, la vitesse terminale est égale à la vitesse d'impact:

\vec v_\mathrm{t}= \vec v_\mathrm{a}

Voir aussi[modifier | modifier le code]

Références[modifier | modifier le code]

  • Yazid Belkhelfa, Etude du comportement dynamique et du transfert de matière et de chaleur entre des particules sphériques et un écoulement laminaire ou turbulent, INSA de Rouen,‎ 2008 (lire en ligne)