Velocidad Terminal o Velocidad Límite

Debido a que este blog tiene el nombre de velocidad terminal me pareció bien explicar que quiere decir este término:

Velocidad Terminal o Velocidad Límite

Este término es muy usado en astronomía y principalmente cuando se estudia matemáticamente el fenómeno de caída libre aunque también es aplicable al movimiento horizontal.

Cuando un cuerpo es dejado en caída libre, actúa sobre él una fuerza constante que es el peso la cual aplica una aceleración en el mismo sentido de la fuerza, es decir, hacia el centro del planeta siguiendo la 2da Ley de Newton. Sin embargo esa no es la única fuerza que actúa sobre el cuerpo: también existe la fuerza de la fricción que ejerce el aire en contra del movimiento. Dependiendo de la forma (si es más o menos aerodinámico) habrá más o menos fricción.

Ahora bien, la fricción también es función de la velocidad que va alcanzando el cuerpo a medida que cae pues esta fuerza depende de una fórmula un poco compleja.

Fd = fuerza de fricción
p = densidad del fluido
v = velocidad del cuerpo
A = área de referencia
Cd = coeficiente de fricción
v(raya) = vector unitario

Entonces llega un punto en el que se igualan estas dos fuerzas antagónicas: el peso y la fricción. Cuando tal cosa ocurre, la aceleración cesa y caemos en el caso de la 1ra Ley de Newton, la condición de equilibrio.

Entonces el cuerpo deja de ganar velocidad y se produce una caída a velocidad constante. Esto es precisamente lo que se busca en el diseño de paracaídas y sondas o cápsulas espaciales que se envían para estudiar otros planetas.