Warum haben Regentropfen die Form einer Birne statt einer Kugel?

Regentropfen sind kugelförmig, wenn sie beginnen, aus der Wolke zu fallen, aber wenn sie auf Luftwiderstand treffen, verändert sich ihre Form zu einem abgeflachten Sphäroid mit abgeflachten Flächen. Diese Form wird manchmal als „Träne“ oder „Birnentropfen“ bezeichnet, obwohl sie eigentlich eher ein Ellipsoid wie ein American Football ist.

Zu dieser Formveränderung tragen mehrere Faktoren bei:

* Viskosität: Wasser hat eine relativ hohe Viskosität, was bedeutet, dass es dem Fließen widersteht. Das bedeutet, dass das Wasser an der Außenseite des Tropfens durch den Luftwiderstand langsamer wird, während sich das Wasser an der Innenseite mit höherer Geschwindigkeit weiterbewegt. Durch die entstehende Scherkraft wird der Tropfen flacher.

* Gravitationskraft: Durch die Schwerkraft wird der Regentropfen nach unten gezogen, wodurch er in vertikaler Richtung abgeflacht wird.

* Oberflächenspannung: Wasser hat eine relativ hohe Oberflächenspannung, was bedeutet, dass seine Oberflächenmoleküle dazu neigen, zusammenzukleben. Diese Oberflächenspannung trägt dazu bei, das Gewicht des Regentropfens zu tragen und verhindert, dass er auseinanderbricht.

Auch die Größe eines Regentropfens spielt bei seiner Form eine Rolle. Kleinere Regentropfen sind kugelförmiger als größere Regentropfen, da sie einen geringeren Luftwiderstand erfahren.

Die durchschnittliche Größe eines Regentropfens beträgt etwa 1-2 mm im Durchmesser. Dieser Größenbereich ist groß genug, um einen erheblichen Luftwiderstand zu erfahren, aber klein genug, um durch die Oberflächenspannung unterstützt zu werden.