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雨滴的形狀是怎麼樣的怎麼形成的?

雨滴的形狀是怎麼樣的怎麼形成的?

答:

雨滴在下落的過程中,受到三個力的影響:內部分子間作用力、重力和空氣阻力。雨滴內部分子間的作用力使水滴傾向於形成球狀;重力使雨滴整體加速下落,而對外形沒有影響;空氣阻力比較複雜,我們重點分析一下。

雨滴的形狀是怎麼樣的怎麼形成的?

半定量地看,空氣阻力與雨滴下落的速度方向相反,在無風情況下也就是豎直向上;當雨滴速度較小時阻力與速度成正比,F=-k₁v;當速度較大以致後方出現漩渦時,阻力與速度的平方近似成正比,F=-k₂v² ,k₁與k₂都是比例係數。不論哪種情況,空氣阻力對雨滴形狀的作用是相似的。雨滴會形成迎風面(也就是下面)圓鈍、背風面(也就是上面)尖細的形狀。這種形狀可以使雨滴受到的空氣阻力最小,這也就是我們常見的雨滴的形狀。在造船業中,也常把船艏建造成類似的圓鈍狀以減小空氣阻力。

雨滴的形狀是怎麼樣的怎麼形成的?
圖片來源:微博@北方機械製造生產聯合體

另外,藝術設計中的水滴形象,更接近於水滴從附著物上即將滴落而未落時刻的形狀,這時由於附著物對水滴表面水分子的吸引,水滴尖細的尾部被明顯地拉長了。

by 藏痴

分類: 家居
時間: 2021-11-09

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