Calculateur de vitesse terminale en chute libre
Rédigé par Thierno Sadou Diallo, formule vérifiée selon notre méthodologie • Mis à jour le 17/08/2026
La vitesse terminale se calcule avec v = √((2 × masse × g) ÷ (densité du fluide × aire × Cd)). Une balle de baseball en chute libre dans l'air atteint une vitesse terminale d'environ 33,3 m/s (environ 120 km/h).
Explication
Contrairement à une chute libre idéalisée dans le vide, où un objet accélère indéfiniment sous l'effet de la gravité (voir notre calculateur d'énergie potentielle de pesanteur pour ce cas simplifié), un objet qui tombe dans l'air rencontre une résistance croissante avec la vitesse, appelée traînée aérodynamique. Cette traînée s'oppose au poids de l'objet et augmente avec le carré de la vitesse : à un certain point, elle devient exactement égale au poids, et l'objet cesse d'accélérer — cette vitesse d'équilibre est la vitesse terminale. Quatre facteurs déterminent cette vitesse : une masse plus élevée augmente la vitesse terminale (plus de poids à contrebalancer), tandis qu'une aire frontale plus grande, un fluide plus dense, ou un coefficient de traînée plus élevé (une forme moins aérodynamique) la réduisent tous les trois, en augmentant la résistance rencontrée. C'est ce principe qui explique pourquoi un parachutiste en chute libre, bras et jambes écartés pour maximiser sa surface et sa traînée, atteint une vitesse terminale de l'ordre de 190-200 km/h, tandis que le même parachutiste avec un parachute ouvert (surface considérablement agrandie, coefficient de traînée bien plus élevé) voit sa vitesse terminale chuter à quelques mètres par seconde seulement, permettant un atterrissage en toute sécurité.
Exemple : balle de baseball en chute libre dans l'air
Données d'entrée
Masse : 0,145 kg. Masse volumique de l'air : 1,225 kg/m³. Aire frontale : 0,0042 m². Coefficient de traînée : 0,5 (sphère).
Calcul
v = √((2 × 0,145 × 9,81) ÷ (1,225 × 0,0042 × 0,5)) = √(2,845 ÷ 0,002573) ≈ √1106 ≈ 33,26 m/s.
Résultat
Cette balle de baseball atteint une vitesse terminale d'environ 33,3 m/s, soit environ 120 km/h.
Questions fréquentes
Pourquoi un parachute réduit-il autant la vitesse terminale ?
Parce qu'il augmente considérablement à la fois l'aire frontale exposée au vent (un parachute déployé couvre une surface bien plus grande que le corps seul) et le coefficient de traînée (sa forme est conçue pour maximiser la résistance à l'air plutôt que pour la minimiser). Comme ces deux grandeurs se trouvent au dénominateur de la formule, leur augmentation combinée réduit drastiquement la vitesse terminale, d'environ 190-200 km/h en chute libre à seulement quelques mètres par seconde sous un parachute ouvert.
Pourquoi deux objets de masses différentes mais de même forme n'ont-ils pas la même vitesse terminale ?
Parce que la vitesse terminale dépend de la racine carrée de la masse, mais de la racine carrée inverse de l'aire frontale et du coefficient de traînée : deux objets de même forme mais de tailles différentes n'ont généralement pas le même rapport masse/surface (la masse croît avec le volume, donc au cube d'une dimension linéaire, tandis que l'aire frontale ne croît qu'au carré). C'est pourquoi une grosse grêle tombe plus vite qu'une petite, à forme et densité égales.
Cette formule s'applique-t-elle aussi à la chute dans un liquide ?
Oui, le même principe s'applique à la chute dans n'importe quel fluide, y compris un liquide comme l'eau, en utilisant simplement la masse volumique de ce liquide à la place de celle de l'air. La masse volumique de l'eau étant environ 800 fois plus élevée que celle de l'air, la vitesse terminale d'un même objet y est généralement beaucoup plus faible. À vitesse terminale, cette force de traînée équilibre exactement le poids de l'objet, calculé par notre calculateur de poids.