Hoe hoger je bent als je springt, hoe meer pijn het doet als je de grond raakt. Dat komt omdat de zwaartekracht van de aarde je voortdurend in de richting van het middelpunt doet versnellen. Maar er is eigenlijk een maximumsnelheid die je bereikt, waarbij de versnelling van de zwaartekracht van de aarde in evenwicht wordt gehouden door de luchtweerstand van de atmosfeer. Deze maximumsnelheid wordt eindsnelheid genoemd.
De eindsnelheid hangt af van het gewicht van het vallende voorwerp, het oppervlak en waar het doorheen valt. Bijvoorbeeld, een veer weegt niet veel en heeft een zeer groot oppervlak voor de lucht als het valt. De eindsnelheid is dus veel langzamer dan die van een steen met hetzelfde gewicht. Daarom kan een mier van een hoog gebouw vallen en ongedeerd landen, terwijl een vergelijkbare val jou zou doden. Bedenk dat dit proces in elk gas of vloeistof gebeurt. De eindsnelheid is dus de snelheid waarmee een steen zinkt als je hem in het water laat vallen.
Zo, stel dat je als parachutist uit een vliegtuig springt. Wat is de hoogste snelheid die je haalt? De eindsnelheid van een parachutespringer in vrije val, waarbij hij met zijn buik in de richting van de aarde valt, is ongeveer 195 km/u (122 mph). Maar ze kunnen hun snelheid enorm verhogen door hun hoofd naar de aarde te richten – naar de grond te duiken. In deze positie neemt de snelheid van de skydiver toe tot meer dan 400 km/h.
Het wereldrecord skydiven staat op naam van Joseph Kittinger, die met een snelheid van 988 km/h kon vallen door zijn lichaam goed te oriënteren en op grote hoogte te springen, waar minder wind is.
De zwaartekracht van de aarde trekt aan je met een constante versnelling van 9,81 meter/seconde. Zonder wind tegen, val je elke seconde 9,81 meter sneller. 9,81 meter per seconde in de eerste seconde, 19,62 meter per seconde in de volgende seconde, etc.
De tegenkracht van de atmosfeer wordt luchtweerstand genoemd. En de hoeveelheid luchtweerstand neemt ongeveer evenredig toe met het kwadraat van de snelheid. Dus als je je snelheid verdubbelt, ervaar je een kwadratering van de luchtweerstand. Omdat de luchtweerstand veel sneller toeneemt dan de constante versnelling, bereik je uiteindelijk een perfect evenwicht tussen de zwaartekracht en de luchtweerstand van alles waar je doorheen beweegt.
Buiten de dampkring van de aarde is er echter geen eindsnelheid. Je blijft gewoon versnellen tot je te pletter slaat tegen datgene wat aan je trekt.
We hebben veel artikelen over de eindsnelheid geschreven voor Universe Today. Hier is een artikel over de definitie van snelheid, en hier is een artikel over de X-Prize deelnemer die de valproef volbracht
Als je meer informatie wilt over de eindsnelheid, bekijk dan een lezing over eindsnelheid, en hier is een link naar een NASA artikel getiteld, The Way Things Fall.
We hebben ook een hele aflevering van Astronomy Cast opgenomen die helemaal over zwaartekracht gaat. Luister hier, Aflevering 102: Zwaartekracht.