说完云为什么是一朵一朵的,再说说雨为什么是一滴一滴的

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说完云为什么是一朵一朵的,再说说雨为什么是一滴一滴的

图片:Yestone.com 版权图片库

雨为什么是一滴一滴下的?

汪有,喂我写本书你们看嘛?科学史方面的。。

题主问“为什么一滴一滴落下而不是柱状落下”,根本原因在于雨的形成是云层中水汽凝结到凝结核上,空气托不住了掉下来,变成雨。落下来的时候水滴就不是很大。

为什么不会像题主说的那样,“当棉花和筛子承载的水达到一定程度时水会以水柱的形式流下”,其实筛子也不会,即使下落过程中出现雨滴合并成的柱状水流,也会很快分散掉。

可以试着去做一个实验,打开水龙头,涌出柱状连续水流。如果水龙头过高,你会发现水柱下降一定高度后会开始分散。如果高度够高,在底部将完全分散成雨滴。

比如下图:委内瑞拉天使瀑布,落差 985m,图中瀑布下部的水流已经分散成大量密集的水滴。

形成本现象最主要的原因之一是:自由落体定律。

当雨滴或连续的水柱进行自由落体之时,受重力加速度影响,速度大约每秒增加 9.8m/s(可以近似按 10m/s 计算)。降落时间越久,下落速度越快。

总结为我们最熟悉的公式:

V=gt 速度与时间成正比

h=1/2*gt² 下落距离与下落时间的平方成正比

也就是,当物体下落 1 秒、2 秒、3 秒...时,下落距离是 5m、20m、45m...

如果许多小球依次以每隔 1 秒钟一个的速度在同一高度进行自由落体,你会看到这样的图景:

可以看到,小球越往下越分散,这是由于先落下的小球比后落下的速度永远快一些(速度差=时间间隔 * 重力加速度),如果你以后落下的小球为参照物,你会发现先落下的小球以匀速离开后落的小球,于是两者之间相对的距离将会越拉越大。

现实生活中的图片,一群人以相等间隔时间跳伞,先跳下去的很快就把后跳的甩在后面,跳伞者分布越往下越散,就是这个道理。

回归到降雨问题,大量的降雨中,形成雨的凝结模式决定了雨滴不会很大,但即使在降落初期以水柱形式落下,由于水柱上下端下落时间不同,下端速度快于上端,上下端距离越落越远,下落中会将水柱拉长最后断裂,形成一滴滴雨滴。

有人提到空气阻力也很重要,非常正确,雨滴形成当然也是受多方面因素影响,水分子能聚在一起成为小滴是受表面张力影响,张力越大受空气阻力影响也越小。不过如果去看看倾倒钢水的图片,会发现倒钢水也是越流越细最后断成钢水滴。钢水密度较大,张力也大,受空气影响小,但依然被拉长断裂,所以其实即使在无阻力模式下,连续下落的液柱也一样会分开碎成小珠。

当然,先后下落的两滴水中间的距离不会一直拉长,因为雨滴下落会遇到空气阻力,空气阻力与下落速度成正比,当达到一定速度,空气阻力将等于重力,这时雨滴将达到极限速度,匀速下降。通常来说,雨滴越大,极限速度也越大。毛毛雨的极限速度是 2m/s,暴雨(雨滴最大直径 5.5mm 左右)的雨滴最大收尾速度为 8~9m/s。

回答完毕。

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