De fiecare dată când plouă, milioane de picături de apă cad din cer la viteze care pot părea nesemnificative la prima vedere. Dar, de fapt, viteza cu care o picătură de ploaie cade este influențată de mai mulți factori, inclusiv dimensiunea picăturii, densitatea aerului și rezistența la frecare. Așadar, cât de repede poate cădea o picătură de ploaie?
Cum se formează picăturile de ploaie?
Pentru a înțelege viteza de cădere a unei picături de ploaie, trebuie să vedem mai întâi cum se formează acestea. În atmosferă, vaporii de apă se condensează pe particule de praf sau polen, formând inițial mici picături de apă. Aceste picături se combină treptat, crescând în dimensiune, până când devin suficient de grele pentru a cădea spre Pământ.
Pe măsură ce cad, picăturile de ploaie nu sunt simple sfere, așa cum sunt uneori ilustrate. Cele mai mici sunt aproape perfect rotunde, dar cele mai mari iau o formă turtită, asemănătoare cu o chiflă de hamburger, din cauza rezistenței aerului.
Ce determină viteza de cădere a unei picături de ploaie?
Viteza unei picături de ploaie este influențată de mai mulți factori:
- Dimensiunea picăturii – Picăturile mai mici cad mai încet, în timp ce cele mai mari ating viteze mai mari.
- Rezistența aerului – Cu cât picătura este mai mare, cu atât întâmpină o rezistență mai mare în aer, ceea ce îi limitează viteza maximă.
- Densitatea aerului – În aer mai dens (de exemplu, la nivelul mării), picăturile sunt încetinite mai mult decât în aer mai rarefiat (la altitudini mai mari).
După ce picăturile încep să cadă, ele accelerează rapid până ating o viteză terminală, adică viteza la care forța gravitației și rezistența aerului sunt echilibrate, iar picătura nu mai accelerează.
Care sunt vitezele de cădere ale picăturilor de ploaie?
În funcție de dimensiune, viteza picăturilor de ploaie poate varia considerabil:
- Picăturile foarte mici (aproximativ 0,5 mm în diametru) – cad cu o viteză de 2 km/h.
- Picăturile medii (1 mm în diametru) – ating aproximativ 7 km/h.
- Picăturile mari (3-5 mm în diametru) – pot ajunge la 30 km/h.
Cele mai mari picături de ploaie, care se pot forma în furtuni puternice, pot avea diametre de 6-8 mm și ating până la 36 km/h. Totuși, acestea sunt rare, deoarece picăturile foarte mari tind să se destrame în aer înainte de a ajunge la sol.
Cum se compară viteza picăturilor de ploaie cu alte fenomene?
Pentru a pune viteza picăturilor de ploaie în perspectivă, iată câteva comparații:
- O frunză care cade dintr-un copac – Aproximativ 2-5 km/h.
- O grindină de dimensiuni medii (1-2 cm diametru) – Poate cădea cu 50-80 km/h.
- O grindină mare (peste 5 cm diametru) – Poate atinge peste 150 km/h.
- Un fulg de zăpadă – De obicei cade cu 1-5 km/h, mult mai încet decât o picătură de ploaie.
Prin comparație, o picătură mare de ploaie care cade cu 30 km/h ar avea aproximativ aceeași viteză ca o bicicletă care merge cu o viteză moderată.
De ce nu ne dor picăturile de ploaie când ne lovesc?
Având în vedere că picăturile mari pot cădea cu 30-36 km/h, te-ai putea întreba de ce nu simțim un impact puternic atunci când ne lovesc. Răspunsul este simplu: picăturile de ploaie sunt ușoare și, chiar dacă se deplasează rapid, nu au suficientă masă pentru a produce un impact semnificativ. Mai mult decât atât, datorită formei lor, ele sunt încetinite ușor de aer chiar înainte de a ajunge la pielea noastră.
Pe de altă parte, grindina poate răni, deoarece este formată din bucăți solide de gheață care sunt mai grele și care pot cădea cu viteze mult mai mari.
Ce se întâmplă în timpul furtunilor puternice?
În furtunile severe, vânturile puternice pot influența viteza și direcția picăturilor de ploaie. Într-un uragan, de exemplu, ploaia este purtată orizontal de rafale de vânt care pot depăși 150-200 km/h, ceea ce face ca picăturile să lovească suprafețele cu forță mult mai mare.
Viteza cu care cade o picătură de ploaie variază în funcție de dimensiunea acesteia, dar în general se situează între 2 km/h pentru cele mai mici și până la 36 km/h pentru cele mai mari. Deși par rapide, datorită masei lor reduse, picăturile de ploaie nu provoacă disconfort major la impact, spre deosebire de grindină. Acest fenomen meteorologic, deși atât de comun, este o demonstrație fascinantă a modului în care gravitația și aerodinamica influențează obiectele care cad pe Pământ.
