雨滴的形状是怎么样的怎么形成的?
答:
雨滴在下落的过程中 , 受到三个力的影响:内部分子间作用力、重力和空气阻力 。 雨滴内部分子间的作用力使水滴倾向于形成球状;重力使雨滴整体加速下落 , 而对外形没有影响;空气阻力比较复杂 , 我们重点分析一下 。
半定量地看 , 空气阻力与雨滴下落的速度方向相反 , 在无风情况下也就是竖直向上;当雨滴速度较小时阻力与速度成正比 , F=-k?v;当速度较大以致后方出现漩涡时 , 阻力与速度的平方近似成正比 , F=-k?v2, k?与k?都是比例系数 。 不论哪种情况 , 空气阻力对雨滴形状的作用是相似的 。 雨滴会形成迎风面(也就是下面)圆钝、背风面(也就是上面)尖细的形状 。 这种形状可以使雨滴受到的空气阻力最小 , 这也就是我们常见的雨滴??的形状 。 在造船业中 , 也常把船艏建造成类似的圆钝状以减小空气阻力 。
图片来源:微博@北方机械制造生产联合体
另外 , 艺术设计中的水滴形象 , 更接近于水滴从附着物上即将滴落而未落时刻的形状 , 这时由于附着物对水滴表面水分子的吸引 , 水滴尖细的尾部被明显地拉长了 。
【空气阻力|雨滴的形状是怎么样的怎么形成的?】by 藏痴
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