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為什麼水滴會是圓形的

生活更新时间:2024-07-04 00:08:10

可能不少人印象中的水滴是上面尖下面圓的淚狀，這多少和海報、節水标志中常用淚狀表示水滴有關。實際上，水滴的形狀并非如此。

在太空中沒有重力影響，水滴為近乎完美的圓球。這是因為水滴的表面張力，在此作用下水滴表面積趨于最小（表面積越小，能量越低）。在體積相同的情況下，球形表面積最小，所以水滴是球形。

實際生活中，重力等影響會使水滴偏離球形。以水龍頭為例，水滴搖搖欲墜時，頂端仍與水龍頭有小面積的接觸（上面的尖），底端下垂，重力和水龍頭的附着力将水滴拉扯成長橢球，比較接近淚狀。徹底墜落後，水滴很快變成扁橢球并向下運動，然後又變成圓球、長橢球、圓球、扁橢球，如此循環變形，如圖。

為什麼水滴會是圓形的（水滴為什麼上面尖下面圓）1

圖片來源

為什麼水滴會是圓形的（水滴為什麼上面尖下面圓）2

至于雨滴，文獻指出直徑小于1mm的雨滴以球形為主，在1-3mm的雨滴以橢球形為主，在3-5mm的雨滴為底部扁平的饅頭狀，如圖（直徑是指與雨滴體積相同的球的直徑）。雨滴所受重力與直徑的三次方成正比，表面張力與直徑成正比。當雨滴較小時，重力遠小于表面張力，可忽略重力，在表面張力作用下雨滴成球形；雨滴較大時，重力與表面張力相當，不能再忽略，這使得雨滴偏離球形而呈橢球形；雨滴很大時，底部受到較大的空氣阻力，使得底部扁平化而呈饅頭狀。

參考文獻：

[1]蔡一坤.穿透現象和液滴形狀的關系[J].力學學報,1996(04):106-109.

[2]舒小健,高太長,劉西川,胡帥,江詩陽.基于降水微物理特征測量儀的雨滴形狀觀測與分析[J].氣象,2017,43(01):91-100.

回答：半七

編輯：yrLewis

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