Linia Kármán este altitudinea limitei dintre atmosfera terestră și spațiul cosmic. Aceasta este de 100 km sau 328, 084 ft. Valoarea provine de la Fédération Aéronautique Internationale și este aceeași valoare pe care NASA o folosește pentru a defini granița dintre atmosfera planetei noastre și spațiul cosmic.
Dacă sunteți ca mine, cea mai mare înălțime la care ați fost vreodată de la nivelul mării este în jur de 30.000 ft până la 40.000 ft, care este intervalul de altitudini la care se deplasează majoritatea avioanelor de linie comerciale.
Pentru un oarecare context, cel mai înalt munte de pe Pământ este Muntele Everest, cu un vârf la 29.029 ft, măsurat în raport cu nivelul mării.
Limita dintre Pământ și spațiul cosmic, la 328.084 ft, este de aproximativ 11 ori mai înaltă decât Muntele Everest, precum și cea mai înaltă înălțime la care ați fost probabil vreodată. Încercați să vă imaginați asta pentru un moment.
Dacă această imagine nu vă dă un sentiment de uimire, poate că un alt mod de a vă gândi la ea o va face. Să ne gândim la câtă energie cinetică este câștigată datorită forței de gravitație la această altitudine. La urma urmei, dacă ați sări de la o asemenea înălțime, câmpul gravitațional al Pământului v-ar transmite energie sub formă de mișcare. Gravitația te-ar accelera până la o anumită viteză. Așadar, o întrebare firească care se pune este: dacă ați cădea înapoi pe pământ de pe linia Karman, cu ce viteză v-ați mișca atunci când ați atinge pământul? Vom calcula o limită superioară a acestei viteze. Adică, care este cea mai mare viteză cu care v-ați mișca atunci când ați atinge solul dacă ați experimenta o rezistență zero a aerului.
Accelerația gravitațională pe pământ este g = 9,8 metri/secundă² sau 21,9 mile/oră².
Utilizând una dintre ecuațiile cinematice, este posibil să se determine viteza cu care veți atinge solul.
d = vt + (1/2)at²
În cazul în care vreți să o calculați singuri, d este distanța, t timpul, a accelerația (în acest caz g).
În primul rând, trebuie să rezolvați timpul necesar pentru a cădea pe o distanță de 328,084 ft. Vă va lua 143 de secunde sau aproximativ 2,5 minute. Pentru fiecare oră, ați accelera cu 21,9 mph din cauza gravitației.
În momentul în care ați atinge solul, v-ați deplasa cu o viteză de 3.131 mph.
Rețineți din nou că acest calcul pe dos ignoră efectul de rezistență – rezistența aerului – resimțit de o persoană în cădere. Deci, de fapt, vă veți deplasa mult mai încet decât atât, dar acest lucru vă dă o idee despre cantitatea de energie obținută de la gravitație la această altitudine.
Atunci, la ce înălțime se află spațiul cosmic? Suficient de sus încât, dacă ai sări de acolo și nu ai experimentat rezistența aerului, ai atinge o viteză de 3.131 mph. Aceasta este mai rapidă decât viteza sunetului, 767 mph. Dacă ați continua să vă deplasați cu această viteză, ați putea călători de la Los Angeles la New York în mai puțin de o oră.
Desigur, odată ce țineți cont de rezistența aerului, veți descoperi că ajungeți la o viteză terminală. Acesta este un calcul pe care este mai bine să îl lăsăm pentru un alt eseu, dar este aproximativ jumătate din viteza prevăzută de modelul fără rezistență a aerului. Pentru context, parașutistul de competiție Felix Baumgartner deține recordul pentru viteza finală atinsă prin parașutism. El a atins o viteză de 834 mph sărind de la 128.100 ft, aproximativ 40% din altitudinea liniei Karman.
Acesta a fost publicat inițial pe pe Things Pondered, un blog despre intersecția dintre știință și societate.