Galinis greitis yra greitis, kurį pasiekia objektas, kai pasipriešinimo jėga arba oro pasipriešinimas, stumiamas prieš jį, yra lygus gravitacijos jėgai, traukiančiai jį žemyn. Iš aukščio nukritęs objektas iš pradžių pagreitės dėl gravitacijos. Tačiau atmosfera daro priešingą jėgą arba pasipriešinimą, kuris didėja objektui judant greičiau. Po kurio laiko pasiekiamas taškas, kuriame dvi priešingos jėgos yra lygios, o po to objekto greitis išlieka pastovus, nebent jį veiktų kita jėga: šis greitis yra žinomas kaip jo galutinis greitis. Galutinis greitis priklauso nuo objekto svorio, formos ir atmosferos tankio.
Svoris ir atmosferos tankis įvairiose vietose gali skirtis. Nors objekto masė, kurią galima apibrėžti kaip jame esančios medžiagos kiekį, yra vienoda, kad ir kur jis būtų, jo svoris priklauso nuo vietinio gravitacinio lauko stiprumo. Žemėje tai nesiskiria tokiu mastu, kuris būtų tiesiogiai pastebimas žmonėms, tačiau kitose vietose, pavyzdžiui, Mėnulyje ar Marse, jis bus labai skirtingas. Atmosferos tankis mažėja didėjant aukščiui, todėl oro pasipriešinimas arti žemės yra didesnis nei dideliame aukštyje.
Svoris ir tempimas
Krintantį objektą veikiančio pasipriešinimo dydis priklauso nuo atmosferos tankio ir objekto formos. Kuo didesnis atmosferos tankis, tuo didesnis pasipriešinimas judėjimui. Esant trumpiems vertikaliems atstumams, tankio skirtumas bus mažas ir daugeliu atvejų nereikšmingas, tačiau kažkas, nukritęs iš viršutinių atmosferos sluoksnių, yra didelis, o tai apsunkina galutinio greičio skaičiavimus.
Vilkimas taip pat labai priklauso nuo krentančio kūno formos. Jei sunkios medžiagos gabalas, pavyzdžiui, švinas, padaromas į kulką panašią formą ir numetamas žemyn, nukreiptas žemyn, iš didelio aukščio, jis patirs santykinai mažą pasipriešinimą ir pasieks didelį galinį greitį. Jei iš to paties švino gabalo padarysite ploną diską ir numeskite taip, kad jis būtų plokščias Žemės paviršiaus atžvilgiu, jis patirs daug didesnį oro pasipriešinimą ir per trumpesnį laiką pasieks daug mažesnį greitį.
Jėgos, nukreiptos žemyn į krintantį objektą, dydis priklauso nuo jo svorio, o tai yra objekto masės sąveika su gravitacijos jėga. Kuo didesnė masė, tuo didesnė bus jėga, taigi, tuo didesnis galinis greitis. Jei pirmiau minėtas eksperimentas atliekamas naudojant lengvą medžiagą, pvz., aliuminį, abiejų formų galutinis greitis būtų mažesnis nei švino formų. Tačiau svarbu suprasti, kad pagreitis dėl gravitacijos yra vienodas visiems objektams; tai yra pasipriešinimo veiksnys, dėl kurio skiriasi svoris ir forma. Jei eksperimentas su skirtingomis švino ir aliuminio formomis bus atliekamas vakuume, visi objektai įsibėgės vienodu greičiu, nepriklausomai nuo svorio ar formos, nes buvo pašalintas oro pasipriešinimo faktorius.
Skaičiavimas
Iš tam tikro aukščio nukritusio objekto galinio greičio nustatymas gali būti sudėtingas. Kai kurie veiksniai, pavyzdžiui, masė ir pagreitis dėl gravitacijos, yra nesudėtingi, tačiau taip pat būtina žinoti pasipriešinimo koeficientą – reikšmę, kuri labai priklauso nuo objekto formos. Daugeliui objektų pasipriešinimo koeficientas nustatomas eksperimentu, nes sudėtingų formų skaičiavimai būtų labai sunkūs. Kadangi atmosferos tankis kinta priklausomai nuo aukščio, į šį pokytį taip pat reikia atsižvelgti, nebent atstumas iki kritimo yra gana mažas.
Pavyzdžiai
Galutinis lietaus lašo greitis yra maždaug 17 mylių per valandą (27 km/h). Priešingai, didelė kruša gali pasiekti 42 mylių per valandą (68 km/h) greitį, o to pakanka sužalojimui. Švininė kulka, paleista tiesiai į orą, nukritusi atgal į žemę, pasiektų maždaug 152 mylių per valandą (245 km/h).
Šuolis su parašiutu, atsigręžęs į žemę išskėstomis galūnėmis, kad padidintų oro pasipriešinimą, paprastai gali pasiekti 124 km/h (200 mylių per valandą) greitį. Nardydamas galva į priekį, sukišęs rankas ir kojas, tas pats parašiutininkas galėjo pasiekti apie 200 mylių per valandą (320 km/h) ar daugiau. Tikslūs greičiai priklauso nuo pradinio aukščio, o daug didesnį greitį galima pasiekti nardant iš ekstremalių aukščių, kur atmosfera daug plonesnė. Objektų, krentančių į Žemę iš už atmosferos ribų, pavyzdžiui, meteoritų, galutinis greitis gali būti mažesnis nei pradinis greitis Žemės atžvilgiu. Tokiais atvejais objektas sulėtėja iki galutinio greičio.