実際そのような速いスピードにならないのは
空気抵抗という力が働くからです。
空気抵抗・・・Ｒ＝ｋｖ （ｋは空気の状態によって定まる定数）
雨滴が１００ｍの高さから重力だけの働きで落下する場合、地上に達したときの速さを式 ｖ〔ｍ／ｓ〕とすると、ｖ＝ｇｔ ｙ＝１／２ｇｔ２ ｖ２＝２ｇｙよりＶ＝√（２×９．８×１００）≒４４〔ｍ／ｓ〕となる。しかし、実際は大粒の雨滴でも１０ｍ／ｓ程度である。これは、雨滴の速さが大きくなるほど、空気の抵抗力が大きくなるからである。一般に、質量ｍの小球の場合、速度が大きくない範囲では、抵抗力Ｒは速度ｖに比例し
Ｒ＝ｋｖ （ｋは空気の状態によって定まる定数）
となることがわかっている。この場合、運動方程式は
ｍａ＝ｍｇ−ｋｖ
となるから、ｖが大きくなるにつれて、下向きの加速度ａが小さくなることがわかる。ついに
ｍｇ−ｋｖｆ＝０ すなわち ｖｆ＝ｍｇ／ｋ
になると、ａ＝０となるから、等速度運動になり、一定の速度ｖｆで落下するようになる。このｖｆを終端速度という
空気抵抗の話がでたところで変化球シミュレーションをやってみましょう！