Limit hızı nedir? Kapsamı ne kadardır?

Şöyle bir senaryo ile limit hız kavramını anlatabiliriz: Bir cismin hareket yönünde bir kuvvetin etkisinde olduğunu düşünün. Aynı anda harekete zıt yönlü ve cismin hızı ile orantılı artan diğer bir kuvvet daha olsun. Bu senaryoya göre, Newton'un ikinci yasasına göre cisim hareketi ile aynı yönlü net (toplam) kuvvet etkisi altında gittikçe hızlanacaktır. Hızı arttıkça harekete zıt yönlü olan kuvvet de büyüyecektir. Yani cisme etki eden net kuvvet cisim hıclandıkça hareket yönünde azalacaktır. ivmesi gittikçe azalan bir hareketden bahsedyoruz.

Bu senaryoya göre cisim öyle bir hıza ulaşır ki, bu hız değerinde cismin üzerine etki eden (hareket doğrultusundaki) net kuvvet sıfır olur. İşte bu aşamadan sonra cisimin hızı, Newton'un birinci yasası gereği değişmez. Bu hıza limit hız denir.

En bilinen örnek çok yüksekten bırakılan ve serbest düşme hareketi yapan cisim örneğidir. Cisim yerçekimi etkisi altındadır ve ayı zamanda harekete zıt yönlü hava sürtünmesi vardır. Hava sürtünmesi hız ile doğru orantılı kabul edilebilir. Bu durumda sürtünme kuvveti hız artıkça artar ve belirli bir hızdan sonra yerçekemi kuvveti ile hava sürtünnesi birbirine eşitlenir. İşte bu noktada cisim limit hıza ulaşmıştır (Kaynaklara bakınız).

Limit hız sadece bu örnekteki gibi dünya atmosferinde oluşmaz. Hareket doğrultusunda birbirine zıt iki kuvvetin ve harekete zıt yönlü kuvvetin hız ile orantılı olarak arttığı herhangi bir koşulda oluşabilir. Hava sürtünmesi olan ortamda yüklü iki cismin birbirini çekmesi ya da itmesi örneği de verilebilir mesela. Harekete ters yöndeki kuvvetin, hız ile doğru orantılı olması şartı da yoktur, hızın karesi, kübü ya da karekökü gibi orantılar da söz konusu olabilir.