
雨滴刚开始下落时,重力使它加速;但速度增加后,迎面空气产生的阻力也会增大。当向下的重力与向上的阻力大致平衡,合力接近零,雨滴就不再明显加速,而以接近恒定的速度下落。这叫终端速度,不是发动机把速度“锁住”,而是两种力达到动态平衡。
终端速度也不是所有雨滴共享的一个数。大雨滴的重量相对更大,通常能达到更高速度;NASA 的降水资料指出,在静止空气中,最大雨滴的终端速度约为每秒 10 米。很小的云滴则受空气阻力影响更强,下落极慢,甚至会被上升气流托住。
现实比课本示意图更复杂。风会改变雨滴相对地面的速度;雨滴在碰撞、合并或破碎后,也可能暂时偏离与其大小对应的终端速度。较大的雨滴还会被气流压扁,通常不是泪滴形。因而“雨滴不会一直加速”是一个很好的近似中心判断,但不能把终端速度误当成不受环境影响的固定常数。
https://gpm.nasa.gov/resources/faq/how-fast-do-raindrops-fall
https://www.noaa.gov/jetstream/global/learning-lesson-atmospheric-collisions
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