Calculadora de velocidad terminal

Preguntas frecuentes

¿Qué es la velocidad terminal?

Es la rapidez constante a la que llega un objeto en caída cuando el arrastre del aire iguala exactamente el peso, así la fuerza neta y la aceleración se vuelven cero.

¿Qué la determina?

v_t = √(2mg / (ρ·A·Cd)): los objetos más pesados o más pequeños caen más rápido; un área mayor, un coeficiente de arrastre más alto o un aire más denso los frenan.

¿Por qué un paracaidista se desacelera al abrir el paracaídas?

El paracaídas aumenta muchísimo el área A y el coeficiente de arrastre Cd, lo que baja la velocidad terminal de unos 55 m/s en caída libre a unos pocos m/s seguros.

¿La altitud importa?

Sí: la densidad del aire ρ baja con la altitud, así que la velocidad terminal es mayor en aire delgado y disminuye conforme el objeto desciende a aire más denso.

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Estimaciones solo con fines informativos.

Aviso importante: Estimaciones solo con fines informativos.

Esta calculadora ofrece estimaciones con fines informativos. Los resultados se basan en supuestos y pueden no reflejar resultados reales. Consulta a profesionales calificados en las áreas correspondientes antes de tomar decisiones importantes basadas en estos resultados.

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Cómo funciona esta calculadora

La velocidad terminal es la rapidez constante a la que llega un objeto en caída cuando el arrastre aerodinámico iguala exactamente el peso, así la fuerza neta es cero y la aceleración se detiene. Igualando el arrastre al peso, ½ρv²A·C_d = mg, y despejando v se obtiene v_t = √(2mg ÷ (ρ · A · C_d)), donde m es la masa (kg), g = 9.80665 m/s², ρ es la densidad del aire (kg/m³), A es el área transversal de cara al flujo (m²) y C_d es el coeficiente de arrastre adimensional. Esta calculadora evalúa esa expresión cerrada y muestra el resultado en m/s, km/h, mph y ft/s. Nota que v_t escala con la raíz cuadrada de la masa y con la inversa de la raíz cuadrada del área y el arrastre: duplicar la masa solo sube la velocidad terminal cerca de un 41%.

Ejemplo resuelto: un paracaidista boca abajo

Toma un paracaidista de 75 kg en posición boca abajo con brazos y piernas extendidos: C_d ≈ 1.0, área frontal A ≈ 0.7 m², densidad del aire ρ = 1.225 kg/m³ al nivel del mar. Entonces v_t = √(2 × 75 × 9.80665 ÷ (1.225 × 0.7 × 1.0)) = √(1471 ÷ 0.8575) ≈ √1715 ≈ 41.4 m/s, unos 149 km/h (93 mph). La cifra clásica de ~120 mph que se cita para paracaidistas corresponde a un área menor o a una posición de cabeza. Mete una caída en picada de cabeza (A baja, C_d cae hacia 0.7) y la velocidad terminal sube por encima de 90 m/s; abre el paracaídas (A salta a decenas de m²) y cae a un seguro 5 a 7 m/s.

Notas sobre coeficiente de arrastre y densidad del aire

Paracaidista humano, boca abajo: C_d ≈ 1.0; de cabeza ≈ 0.7.

Esfera lisa: C_d ≈ 0.47 (una gota de lluvia o una piedra de granizo en caída).

Gota aerodinámica: C_d ≈ 0.04, la forma práctica más escurridiza.

La densidad del aire baja con la altitud: ρ ≈ 1.225 al nivel del mar, pero solo ≈ 0.41 kg/m³ a 10 km, así que la velocidad terminal es aproximadamente 70% más alta allá arriba. Por eso los saltadores a gran altura pueden alcanzar velocidades cercanas a la del sonido.

Usos en el mundo real

Ingenieros y científicos usan la velocidad terminal para dimensionar paracaídas principales y de frenado, predecir la velocidad de impacto de granizo y lluvia, diseñar zonas de aterrizaje seguras, modelar la sedimentación en fluidos y estimar la desaceleración de una nave al reentrar. También explica cosas del día a día: por qué una pluma y un martillo caen igual solo en el vacío, por qué los insectos pequeños sobreviven cualquier caída (poca masa y área relativa grande dan un v_t muy bajo) y por qué el polvo se queda suspendido en el aire casi sin caer.

Errores comunes y limitaciones

Esta calculadora da la rapidez estacionaria limitada por el arrastre: es distinta de las calculadoras de caída libre o de movimiento de proyectiles, que asumen que no hay resistencia del aire y predicen una velocidad que crece sin parar (v = gt). La velocidad terminal no depende de la altura caída, solo de las propiedades del objeto y del aire. El modelo supone un C_d constante (en realidad varía con el número de Reynolds y la orientación), densidad del aire constante (cambia con altitud y temperatura), flujo subsónico incompresible (se rompe cerca o por encima de la velocidad del sonido) y un cuerpo rígido sin giro. Para objetos que dan vueltas o se deforman, toma el resultado como una estimación del orden de magnitud, no como una cifra exacta. Mira también la calculadora de fuerza de arrastre para la ecuación de arrastre detrás de todo esto.

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