Dlaczego krople deszczu mają kształt gruszki, a nie kuli?

Krople deszczu są kuliste, gdy zaczynają spadać z chmury, ale gdy napotykają opór powietrza, ich kształt zmienia się w spłaszczoną sferoidę o spłaszczonych powierzchniach. Kształt ten jest czasami określany jako „łza” lub „gruszka”, mimo że w rzeczywistości jest bardziej elipsoidalny, jak futbol amerykański.

Na zmianę kształtu wpływa wiele czynników:

* Lepkość: Woda ma stosunkowo dużą lepkość, co oznacza, że ​​stawia opór przepływowi. Oznacza to, że woda na zewnątrz kropli zwalnia, gdy napotyka opór powietrza, podczas gdy woda wewnątrz kropli nadal porusza się z większą prędkością. Powstała siła ścinająca powoduje spłaszczenie kropli.

* Siła grawitacji: Siła ciężkości ściąga kroplę deszczu w dół, powodując jej spłaszczenie w kierunku pionowym.

* Napięcie powierzchniowe: Woda ma stosunkowo wysokie napięcie powierzchniowe, co oznacza, że ​​jej cząsteczki powierzchniowe mają tendencję do sklejania się. To napięcie powierzchniowe pomaga utrzymać ciężar kropli deszczu i zapobiega jej rozpadowi.

Rozmiar kropli deszczu ma również wpływ na jej kształt. Mniejsze krople deszczu są bardziej kuliste niż większe, ponieważ napotykają mniejszy opór powietrza.

Średnia wielkość kropli deszczu wynosi około 1-2 mm. Ten zakres rozmiarów jest wystarczająco duży, aby napotkać znaczny opór powietrza, ale wystarczająco mały, aby wytrzymać napięcie powierzchniowe.