빗방울은 왜 눈물방울 모양이 아닐까요?

Question

그림에서는 빗방울을 눈물방울처럼 표현하지만 실제로 떨어지는 빗방울은 모양이 다르다고 합니다.

빗방울의 크기에 따라 형태가 어떻게 달라지는지, 공기 저항과 표면장력이 어떤 영향을 주는지 궁금합니다.

Answer 1

안녕하세요

빗방울은 초기 형성 단계에서 표면장력에 의해 완벽한 공 모양을 이루지만 낙하하면서 부딪히는 공기 저항 때문에 밑부분이 납작해지면서 마치 위쪽은 둥글고 아래는 평평한 햄버거 빵 같은 모양으로 변하게 됩니다 이때 빗방울 크기가 1mm 이하로 작을 때는 표면장력이 커서 구형을 유지하지만, 크기가 2mm 이상으로 커지면 공기 저항을 크게 받아 아래가 오목해지다가 결국 공기압을 견디지 못하고 여러 개의 작은 빗방울로 쪼개집니다 따라서 전형적인 눈물방울 표형은 시각적 연출일 뿐 실제 빗방울은 표면장력과 공기 저항이 끊임없이 겨루는 동적인 과정에 따라 형태가 결정됩니다

Answer 2

비가 내릴때 주룩주룩 이라는 표현처럼 연이어 내리니 사실은 빗방울이 어떤 모양인지를 보기가 어렵지요.

만약 한방울만 고공에서 떨어진다면 공기저항과 그외의 조건들 때문에 세로 모양의 방울보다는 퍼진 모양으로 내려오다가 만두피 처럼 바닥이 둥근 원형컵처럼 내려올것 같네요.

정확한 답은 아니겠지만 그런 상상을 해 봤습니다.

감사합니다.