Vitesse terminale

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La vitesse terminale d'un objet est celle qu'il atteint lorsque la résistance du fluide dans lequel il se meut (l'atmosphère par exemple) compense son poids alors qu'il est en chute libre. Son accélération étant alors nulle, sa vitesse n'évolue plus d'où le nom de « vitesse terminale ». La vitesse est atteinte après une durée de chute qui dépend notamment du fluide et de la forme de l'objet.

Par exemple, pour l'homme, la vitesse terminale dans l'atmosphère 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 le poids égale la force de 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, la masse de l'objet en chute ;
g, la magnitude de l'accélération normale de la pesanteur terrestre ;
\vec e_g, le vecteur unitaire de l'accélération normale de la pesanteur terrestre ;
\!\ c_\mathrm{w}, le coefficient de traînée ;
\!\ \rho, la masse volumique du milieu à travers lequel se déplace l'objet ;
\!\ A, la projection sur la zone de l'objet.

Voir aussi[modifier | modifier le code]

Références[modifier | modifier le code]

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