Vitesse terminale

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 ». Cette vitesse terminale n'est théoriquement jamais atteinte mais peut être considérée comme atteinte (à 1 % près par exemple) après une durée de chute qui dépend notamment du fluide, de la forme plus ou moins aérodynamique de l'objet et de son poids.

Par exemple, pour l'homme, la vitesse terminale dans l'atmosphère est atteinte pour une chute libre supérieure à 500 mètres. Elle dépend beaucoup de la stature et de la position (environ 180 km/h pour un adulte de constitution moyenne stable à plat; moins pour un enfant; plus en boule; et jusqu'à plus de 300 km/h arrivant à tenir une position stable tête en bas).

ExpressionModifier

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 :

 

qui correspond à :

 , la masse de l'objet en chute ;
 , la magnitude de l'accélération normale de la pesanteur terrestre ;
 , le vecteur unitaire de l'accélération normale de la pesanteur terrestre ;
 , le coefficient de traînée en référence, par exemple, à la surface frontale de l'objet ;
 , la masse volumique du milieu à travers lequel se déplace l'objet ;
 , la surface prise pour référence pour le   (par exemple la surface frontale).

Voir aussiModifier

RéférencesModifier

  • 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)