Mennyi idő alatt ér földet egy 500 m magasról elengedett, átlagosan tömör tárgy? és hogyan kell kiszámolni?

Így van, jól tudod, van ilyen felső határ. Például az esőcseppek is csak véges sebességértékre tudnak felgyorsulni.

Az eső tárgyra hat a gravitációs erő, vele ellentétesen pedig a közeg ellenállásából származó erő. A gravitációs erő függ a tömegtől, a közegellenállási erő pedig a sebességtől. A gravitációs erőt jelölje G=G(m) tömeg függvényében, az ellenállási erőt pedig E(v) a sebesség függvényében.

Az állandó sebesség kialakulásának az a feltétele, hogy a két erő egyensúlyban legyen, azaz:

G(m)=E(v).

Az egyenletből a "v" sebesség meghatározható.

Megjegyzés: Szándékosan írtam csak egy általánosabb jellegű E(v) függvénykapcsolatot, ugyanis ez sokféle lehet. Van mikor az ún. Stokes-féle súrlódási törvény alkalmazható (kis sebességeknél), más esetben viszont egy sebesség négyzetével arányos erőtörvény a célravezető.

A Stoks-törvény egy lineáris törvény, azaz E(v)=konstans*v (a konstans értéke függ a geometriától és a dinamikai viszkozitástól), a második törvény pedig egy nemlineáris, négyzetes törvény, azaz E(v)=C*v^2, ahol C függ a geometriától, a sűrűségtől, és az esés irányára merőleges keresztmetszettől.

A Stokes-féle törvény pl. jól alkalmazható, az elektrosztatikában (pl. Millikan-kísérlet), a második pedig törvény pedig a járműáramlástanban.