雲が落ちないわけ3(ゆっくり、ゆっくり)

雲粒は空気抵抗によって ゆっくり落ちる ことになります。

でも、物が落ちる速さは加速度的に大きくなるって聞いたことがあるような・・

いや、小さいから大丈夫? そういう問題じゃない?

上記の図にある終端速度というのがカギになります。

1から4まで順に考えていきます。

1.雲粒(雨粒)も質量があるので重力によって下向きの力を受けて落下していきます。

  でも、大気があるので空気抵抗という上向きの力も受けます。

2.しばらくは空気抵抗より重力の方が強いので、落下速度は加速度的に大きくなっていきます。

  しかし、雲粒(雨粒)の落下速度と空気抵抗とは比例して大きくなるため、落下速度が大きくなれば当然、空気抵抗も大きくなっていきます。

3.重力は一定なので、落下速度がある程度まで大きくなった時、空気抵抗の力と重力がつりあうようになります。

  こうなると雲粒(雨粒)は(加速度的にではなく)一定の速さで落ちていくようになります。

  この速度を「終端速度」と言います。

4.終端速度に達すると、雲粒(雨粒)はその速さのまま落ちていきます ・・・ が

雲粒は雨粒と比べて非常に小さく、それに応じて終端速度も非常に小さくなるので(この辺の仕組みは別の機会に調べる予定)、落ちるといっても ゆっくり~ ゆっくり~ です。

それにプラスして上昇気流の影響を受けますので、雲粒、そして雲自体もなかなか落ちては来ないという訳ですね。

次回はいよいよ上昇気流について考えたいです。

だんだんと「気体の状態方程式」に近づいてまいりました。

 まとめ

 重力 = 空気抵抗  ⇒  終端速度(ゆっくり~)

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