天空中的云
【慕联导读】
在日常生活中,我们会亲眼目睹许多非常有趣的自然现象。但一般情况下,人们不会试图去思考、去理解。当被问及一些简单问题时,大多数人只会一笑置之,觉得问题很愚蠢。然而,某些问题看似简单、不值得花心思,但细想一下却发现并非如此。你会意识到,这些问题其实非常有趣。
云为什么不会掉下来
【云的形成】
举个例子:为什么云不会从天上掉下来呢?这个问题看似愚蠢,其实非也。首先,让我们回顾一下云的本质。云由水滴或冰晶构成,重于周围的空气。既然如此,它为什么不会掉落下来呢?
夏天又到了,我们又将迎来蓝天白云的日子,我们伟大的科学家牛顿,也是在这样的日子躲在苹果树荫下乘凉,突然有颗苹果掉了下来砸到他的头上,因此牛顿发现了地心引力。也提出了知名的万有引力定律,牛顿先生告诉我们地球上的万物都会被地球吸引往下掉,就跟砸到他头上的苹果一样!
可是你有没有想过,为什么树上的苹果会掉下来,但天空上的白云却不会呢?
云是怎么形成的?
要了解云为什可以飘在空中,我们要先了解云是什么?简单来说,云的成分就是水。当天空中上升的水汽,因为冷却而凝结成微小的水滴或冰晶,聚集而成的就是云。就像我们在冬天洗热水澡,水蒸气飘上来遇到冷空气,会产生白色的雾气一样。这类小水滴不像大水滴那样容易下落。在下落过程中,它们的运动会和周围空气产生摩擦力。由于它们质量很小、但表面积却不那么小,因此它们不如大水滴那样容易突破空气阻力落下来——我们可以将云中的水滴想象成小小的冰晶降落伞。
【云的不会掉落】
为什么云不会掉下来?既然云是小水滴,那云的密度应该比空气大,为什么可以飘在空中呢?主要的因素是「空气浮力」、「阻力」与「上升气流」的支撑力。
空气是一种流体,也就是流动的物体,水就是一种最普通的流体,当物体在空气中移动,就会受到阻力。当移动速度增加,阻力也会越大,就像我们在水上划船,如果慢慢滑可以很轻松的滑过,但如果划水的速度很快就会需要比较大的力量,因为阻力更大。用最简单的说法,形成云的微小水滴或冰晶,称为云滴。
如果没有浮力或上升气流的支撑力,云滴确实会受到重力影响往下掉,但是当掉落达到一定速度时,空气阻力会大到刚好将地心引力完全抵消,云滴的掉落速度非常慢,只要有足够上升气流或浮力,就可能让云滴飘浮在空中不会掉下来。
一般来说,从高处掉落的物体,它的重量愈轻,受到空气阻力的影响也会愈明显,导致掉落的速度愈慢。这也可以解释,为什么人从高处掉下来会受重伤,从同样高度掉下来的蚂蚁,却往往不会受到任何伤害。
对于像云里的水滴这么小、这么轻的物体,空气阻力的影响就更大了。经过计算,它掉落1公尺要花上2.6年的时间,所以云不是不会往下掉,只是掉落的速度太慢了,慢到我们几乎感觉不出来。而且因为它非常轻,遇到上升气流,甚至还会被愈吹愈高呢。
就是因为这个道理,我们才能看到朵朵白云飘在天空上,而不会掉下来。