终端速度计算器 - 计算物体的最大速度

终端速度是物体在流体（最常见为空气）中下落时所能达到的最大速度。当重力的向下作用力与阻力（空气阻力）的向上作用力完全平衡时，就会出现终端速度。在这一阶段，物体的合力为零，停止加速，以恒定速度继续下落。

重力与阻力的作用

当物体开始下落时，速度较低，空气阻力较小。由于重力远大于阻力，物体会加速下落。随着速度增加，空气阻力也随之增大，直到阻力与重力大小相等。这个平衡点就定义了终端速度。

我们的计算器简化了终端速度的计算过程。请按照以下步骤进行准确计算：

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终端速度不仅是学术概念，在多个领域有重要应用。

工程与安全

在跳伞运动中，控制终端速度至关重要。跳伞者通过改变身体姿势来调整横截面积和阻力系数，从而控制下落速度。降落伞极大增加了面积和阻力，使下落速度减缓到安全范围。在汽车和航空航天工程中，设计师致力于降低阻力系数，以提升燃油效率和性能。

自然界的设计

终端速度解释了为什么雨滴不会以致命速度击中我们。小雨滴很快就能达到约9 m/s（20 mph）的终端速度。像猫这样的动物，由于质量较小且表面积较大，终端速度较低，因此常能从高处坠落中幸存。

亚里士多德曾（错误地）认为重物下落速度比轻物快。在真空中，所有物体无论质量如何都以相同加速度下落（伽利略已证明）。但在有空气阻力的情况下，情况不同。虽然质量是终端速度公式中的一个因素，但面积和形状同样重要。一个重但极不流线型的物体，其终端速度可能低于轻且流线型的物体。

加速度并非恒定

下落物体不会瞬间达到终端速度。它最初以重力加速度（g ≈ 9.81 m/s²）加速下落。随着速度增加，阻力增大，加速度逐渐减小。只有当加速度为零时，物体才达到终端速度。

该计算基于力的平衡原理。

公式：Vt = √((2 m g) / (ρ A Cd))

示例计算

以跳伞者为例计算终端速度：m = 75 kg，A = 0.7 m²，Cd = 1.0，ρ = 1.225 kg/m³。g = 9.81 m/s²。