Når objekter beveger seg i forhold til luften, opplever gjenstandene a resistiv kraft som er i motsatt retning til kroppens hastighet i forhold til luften. Denne motstandskraften kalles luftmotstand. For eksempel, vurder et fallende ark av papir. I forhold til luften beveger papiret seg nedover, og så vil det være en oppadrettet motstandskraft på papiret.
For gjenstander som beveger seg sakte i forhold til luften (for eksempel fallende støvpartikler), er motstandskraften direkte proporsjonal med objektets hastighet i forhold til luft. Så kan vi skrive:
Verdien av Avhenger av kroppens form og størrelse.
La oss se på hva som skjer med en kropp som det faller fra hvile ved lav hastighet gjennom luften. Innledningsvis er kroppens hastighet i forhold til luften 0 og så er det ingen luftmotstand. Etter hvert som kroppen øker under den resulterende nedadgående kraft, øker luftmotstanden også i proporsjon.
Til slutt når kroppen en hastighet der kroppens vekt er nøyaktig balansert av luftmotstanden. Her har kroppen nådd terminal hastighet, . Variasjon av hastighet med tid kan vises på en graf, som følger:
Det kan vises at terminalhastigheten for disse tilfellene er gitt av .
Eksempel:
Anta en pollenkorn med en masse på 3,8 × 10-14 kg faller gjennom luften. Hvis verdien av konstanten 4,0 x 10-11 kg s-1, finn terminalhastigheten.
Siden ,
Merk: I virkeligheten er beregningen ikke så enkel, med mange andre faktorer som også kommer inn i spill. For dette eksempel har vi imidlertid antatt at de eneste faktorene som påvirker pollenkornets fall er tyngdekraften og luftmotstanden, og luftmotstanden antas også å være direkte proporsjonal med kornets hastighet.
Objekter som faller raskere i luften (for eksempel skyttere) forårsaker store mengder turbulens, og følgelig er luftmotstanden de opplever, mye større. For disse gjenstandene er luftmotstanden direkte proporsjonal med torget av objektets hastighet i forhold til luft. Luftmotstanden for disse tilfellene er gitt av:
Her, erdra koeffisient,
er den lufttetthet (typisk ca. 1,2 kg m-3), og
er den effektiv tverrsnitt av kroppen vinkelrett på retningen av kroppens hastighet. Typisk,
tar verdier mellom 0,1 og 2.
Terminalhastigheten for gjenstander som beveger seg raskt i luft kan gis av .
Eksempel:
En golfball som faller i luften har en dragekoeffisient på 0,26. Gitt at den har et effektivt tverrsnittsareal på 1,4 × 10-3 m2, Finn luftmotstanden på ballen når ballen beveger seg med en hastighet på 20 m s-1.
Vi har
Deretter,