白い雲はどうしてうかぶ?
今日は秋晴れですごく良い天気。
青空の上に雲が点々と浮いていて流れていきます。
孫悟空のようにあの雲に乗って飛び回れたら・・・
なんて思いますが、それは無理なことはご承知だと思います(笑)
雲の正体は空気中の水滴ですからね。
ですが、これってちょっと不思議だと思いませんか?
身の回りにできる水滴って普通落ちてきますよね。あんな風に空気中に浮くということはありません。
なぜ雲の水滴は空気中に浮かんでいられるのでしょうか?
これには空気抵抗が関係してきます。
地球上の全ての物体には重力がかかります。
そのときの重力の大きさは質量(重さ)に比例します。そして、重さは体積に比例します。
一方で空気抵抗の大きさは面積に比例します。
そうすると、重力は水滴の大きさの3乗、空気抵抗は2乗に比例することになります。
ですでに、水滴の大きさが2倍になると重力は8倍、空気抵抗は4倍になるのですね。
ちょっと難しかったですか?
一言でいうと、水滴の大きさが大きくなるほど、重力と空気抵抗の差が大きくなるのは早く落ちます。逆に水滴が小さくなると程重力と空気抵抗の差が小さくなるので落ちる速度が遅くなります。
このことを頭にいれて実際の雲の水滴を考えてみましょう。
雲の水滴の大きさは0.01〜0.02mm。と〜っても小さいです。
これぐらいの大きさだと落下速度は1秒間に3〜13mmぐらいになります。時速になおすと0.01〜0.05km/hです。とても遅いですね。
つまり、「雲は落下してきているけどとてもゆっくりなので浮いているように見える」というのが真実なんですね。
やはり雲といえども物理の法則には逆らえないのです!