物理知识小百科—拳头大的雨滴见过没有

很多人都很喜欢下雨，而我们在下雨的时候也能够看到很多种类的雨，有毛毛雨也有像针尖一样的大雨，但是大家有没有见过拳头大的雨呢?这些拳头大的雨为什么会出现呢?带着这些疑团我们就一起阅读一下物理知识小百科—拳头大的雨滴见过没有的相关内容，来揭晓迷津。

恐怕没有人知道地球上每天会下多少场雨，有多少雨滴会落到地面上来。从云团里面的小水滴或者小冰晶开始，它们互相碰撞，合并在一起长大，直到整体的重量超过上升气流所能提供的向上的力量，然后在重力的作用下，落到地面上去，形成降雨。在下落的过程中，雨滴仍然会互相碰撞、融合长大，如果不考虑空气(另外一种流体)的影响，那么雨滴会在重力的作用下越来越快。

不过，实际的过程中，空气的阻力并不能够忽略。在速度比较快的情况下，空气对在其中运动的物体产生的阻力和物体的截面积成正比，和物体相对空气运动的速度平方成正比[1]。因此，刚开始下落的时候雨滴的速度会越来越快，而空气阻力也会越来越大直到接近重力的大小，最终雨滴落到地面的速度和原来云层相对地面的高度关系并不大，主要由雨滴的重力和空气阻力的平衡决定。(同样的道理，警方对天开枪鸣枪示警打出去的子弹，再落下来的时候就不会像刚出膛的时候杀伤力那么大了。)

从前面的分析可知，如果雨滴的大小(直径)为D，那么雨滴受到的重力会和D的三次方成正比;而雨滴受到的阻力正比于截面积(D的平方)再乘以速度的平方。因此，如果雨滴的大小越大，最终落到地面上雨滴的速度也应该越快。为什么，我们从来没有见到过拳头大小的像炮弹一样轰击到地面上的雨滴?

大家应该都有过拿盆、杯子等往空气里面泼水或者拿水管往空气里面喷水的经历。泼出去或者喷出去的水并不会保持连续的形状，在空气阻力、地球重力的作用下，水的表面张力并不能保持一大块水的整体性，水会断裂分离开来，形成一团团水滴，而且，表面张力倾向于使得水滴保持圆球的形状，这也促使水柱分离开来。对于雨滴来说，使得雨滴保持一个整体的力是表面张力，这个力的大小正比于雨滴的大小，而使得较大的雨滴分成几个雨滴的力是空气的阻力，在前边提到的运动平衡的情况下，这个力可以用雨滴的重力来估计。这样通过比较水滴的表面张力和重力，我们可以估计出一个雨滴能够维持不分裂的最大大小，这个估计的数值大约是4毫米直径的样子。

比较小的雨滴形状并不是我们一般看到的水龙头滴下的“水滴”的样子，而是接近完美的球形。稍微大一些的雨滴，将会在空气阻力的作用下发生形状的变化，而比这个大小(比如说5mm)大的雨滴将不能维持自己的形状，最终在空气阻力的作用下分成几个雨滴。

科学家们可以用不同的方法去测量雨滴的大小，从而得到雨滴大小的分布。不同海拔、不同的天气条件下得到的雨滴大小并不太一样 ，但是雨滴的的大小一般都小于几个毫米，这是液体的表面张力在我们日常生活中的一个体现。

想必大家看了物理知识小百科—拳头大的雨滴见过没有的相关内容，都知晓了其中的答案，那就希望大家能够带着这个疑团和答案进行记忆，这样学习物理是不是更轻松呢?