Cuanto más alto estés cuando saltes, más te dolerá cuando caigas al suelo. Eso es porque la gravedad de la Tierra te acelera constantemente hacia su centro. Pero en realidad hay una velocidad máxima que se alcanza, en la que la aceleración de la gravedad terrestre se equilibra con la resistencia del aire de la atmósfera. La velocidad máxima se llama velocidad terminal.
La velocidad terminal cambia dependiendo del peso del objeto que cae, de su superficie y de lo que está cayendo. Por ejemplo, una pluma no pesa mucho y presenta una superficie muy grande al aire al caer. Por lo tanto, su velocidad terminal es mucho más lenta que la de una roca con el mismo peso. Por eso una hormiga puede caer de un edificio alto y aterrizar ilesa, mientras que una caída similar te mataría. Hay que tener en cuenta que este proceso ocurre en cualquier gas o fluido. Así que la velocidad terminal define la velocidad a la que se hunde una roca cuando la dejas caer en el agua.
Entonces, digamos que eres un paracaidista que salta de un avión. ¿Cuál es la velocidad más rápida que alcanzarás? La velocidad terminal de un paracaidista en posición de caída libre, en la que caen con el vientre hacia la Tierra, es de unos 195 km/h (122 mph). Pero pueden aumentar su velocidad enormemente si orientan su cabeza hacia la Tierra, es decir, si se lanzan hacia el suelo. En esta posición, la velocidad del paracaidista aumenta hasta más de 400 km/h.
El récord mundial de velocidad en paracaidismo lo tiene Joseph Kittinger, que fue capaz de caer a una velocidad de 988 km/h orientando su cuerpo correctamente y saltando a gran altura, donde hay menos resistencia al viento.
La gravedad de la Tierra tira de ti con una aceleración constante de 9,81 metros/segundo. Sin resistencia al viento, caerás 9,81 metros/segundo más rápido cada segundo. 9,81 metros/segundo el primer segundo, 19,62 metros/segundo en el siguiente segundo, etc.
La fuerza opuesta de la atmósfera se llama arrastre. Y la cantidad de fuerza de arrastre aumenta de forma aproximadamente proporcional al cuadrado de la velocidad. Así que si duplicas tu velocidad, experimentas un cuadrado de la fuerza de arrastre. Como la fuerza de arrastre aumenta mucho más rápido que la aceleración constante, al final se alcanza un equilibrio perfecto entre la fuerza de la gravedad y la fuerza de arrastre de lo que sea que se esté atravesando.
Sin embargo, fuera de la atmósfera terrestre no hay velocidad terminal. Simplemente seguirás acelerando hasta que te estrelles contra lo que esté tirando de ti.
Hemos escrito muchos artículos sobre la velocidad terminal para Universe Today. Aquí hay un artículo con la definición de velocidad, y aquí hay un artículo sobre el participante en el Premio X que completó la prueba de caída
Si quieres más información sobre la velocidad terminal, echa un vistazo a una conferencia sobre la velocidad terminal, y aquí hay un enlace a un artículo de la NASA titulado, The Way Things Fall.
También hemos grabado un episodio entero de Astronomy Cast todo sobre la gravedad. Escúchelo aquí, Episodio 102: Gravedad.