Почему не падают тучи? Объяснение физика

С детства часто задумываемся над вопросом "Почему не падают тучи?". Физик объяснил, как образуются эти мягкие шарики у нас над головами и как они держатся высоко в небе.

Видео дня

Со школьной парты помним, что облако – это скопление водяного пара или кристаллов льда. А вот принцип "держания" этих "зефирок" в воздухе сравним с полетом шарика, наполненного гелием, пишет IflScience.

Как формируется облако

По словам ученых, когда воздух у поверхности Земли нагревается, то начинает подниматься вверх, "убирая" с собой водяной пар, который менее плотный, чем такие газы как азот и кислород. Так же, как вверх могут подниматься воздушные шары, наполненные горячим воздухом.

Чем выше поднимается воздух, тем холоднее становится температура, в результате чего происходит его охлаждение. В это время из водяных паров формируются мелкие капли воды и льда, которые "объединяются" в облако, говорят физики.

Интересно, что люди могут видеть облака благодаря тому, что от обилия капель воды и льдинок отражается свет.

Сколько весят тучи и почему не "падают"

По словам ученых, фактический вес того или иного облака зависит от его размера (объема) и количества в ней конденсированного водяного пара. В среднем, в одном развесистом облаке может содержаться около полуграмма воды – на каждый кубический метр. То есть облако объемом 1 кубический километр может весить около 500 тонн.

Ученые отмечают, что принцип "держания" облаков в воздухе схож с полетом воздушного шарика, наполненного гелием. Ведь весь секрет в соотношении давления, температуры, веса и плотности воздуха.

Еще одним примером может быть нефть, которая держится на поверхности воды и не тонет, поскольку есть менее плотной и более легкой, говорят физики.

Важно то, что влажный воздух в облаках менее плотный, чем сухой вокруг них. Поэтому при одинаковых показателях давления и температуры водяной пар будет иметь меньший удельный вес, чем воздух (т.е. влажный воздух – легче, чем сухой).

Поэтому, несмотря на огромный общий вес многочисленных капель внутри облака, каждая из них остается в воздухе, объясняют ученые. А когда капли в процессе объединения становятся больше, их вес возрастает – по сравнению с площадью поверхности.

По словам ученых, тогда радиус капли превышает сопротивление движущегося вверх воздуха, а гравитация заставляет такие капли падать на землю, то есть начинается дождь.

Однако эксперты отмечают, что капли воды в облаках составляют лишь незначительную часть общего объема. Например, обычное кучевое облако содержит примерно 0,5 г воды на кубический метр. Это прибавляется достаточно быстро, учитывая огромный объем облаков. То есть облако размером 1 кубический километр весило бы 500 000 килограммов, подсчитывают ученые.

Исследователи отмечают, что капли воды внутри облаков не зависят от того, насколько тяжел воздух вокруг них в целом. Многочисленные капли в облаке остаются в воздухе благодаря большой площади поверхности.

Физики отмечают, что направленная вверх сила сопротивления воздуха на маленькие капли воды достаточна, чтобы поддерживать их конечную скорость – где сила сопротивления воздуха, через который движется объект, равна силе тяжести, направленной вниз – низкая для маленьких капель. В результате более мелкие капли постоянно падают, но воздух под ними легко толкает вверх.

"Капля радиусом 10 микронов падает со скоростью 1 см/с, в то время как капли радиусом 50 микронов падают со скоростью 26 см/с", – пояснил ученый Луи Дж. Баттан в книге "Облачная физика".

Интересно, что как только радиус дождевой капли превышает 0,1 миллиметра, течения вверх сопротивления воздуха недостаточно, чтобы противостоять гравитации. И в это время лучше взять зонтик, советуют исследователи.

OBOZ.UA ранее писал, что известно о жутком "облаке НЛО", которое вновь появилось над горой в Новой Зеландии.

Только проверенная информация у нас в Telegram-канале OBOZ.UA и Viber. Не ведитесь на фейки