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Con quale velocità cade una goccia di pioggia?

Teoricamente una goccia di pioggia che cada da 1000 metri di altezza dovrebbe giungere al suolo con una velocità di 360 km all’ora. 

Le velocità di caduta delle gocce di pioggia dipende ovviamente dalle dimensioni e dalla forma delle gocce stesse. Le gocce  piccole (diametro inferiore a 300-400 millesimi di millimetro) hanno in genere forma sferica. Le gocce più grandi invece, per affetto di attrito con l’aria, nella caduta assumono una forma schiacciata quasi ellissoidale, come… una ciambella.

Mediamente le gocce di pioggia cadono da circa un migliaio di metri di altezza e siccome nella caduta, per effetto della gravità,  dovrebbero aumentare la propria velocità di  9.8 metri al secondo (accelerazione di gravità),  questo significa che dopo 1000 metri di caduta dovrebbe giungere al suolo con una velocità di 100 metri al secondo ( 360 km all’ora! ), roba da provocare danni e feriti. Per fortuna non è così!

Infatti, sempre per effetto dell’attrito con l’aria, dopo un breve tragitto in accelerazione, le gocce tendono ad assumere una velocità limite costante, perché si fanno equilibrio la forza peso, diretta verso il basso e la forza di attrito che si oppone al moto e quindi diretta verso l’alto.

Quando il diametro della goccia  supera  i 5 mm, questa diviene instabile e tende a spezzarsi in gocce più piccole. Ma ecco per ogni tipo di goccia di diametro D e la velocità di caduta V quando arriva la suolo:

  • nebbia : D = 10 micron ( 1 micron = 1 millesimo di millimetro), V = 25 cm/sec;
  • nebbia piovigginosa: D = 200 micron, V = 75 cm /sec;
  • pioggia debole: D = 450 micron, V = 2m /sec;
  • pioggia moderata: D = 1 mm; V= 4 m/sec;
  • pioggia forte: D = 1.5 mm; V = 5 m/sec;
  • acquazzone: D = 2 mm; V=  6 m/sec;
  • nubifragio: D = 3 mm;  V = 8 m/sec;
  • chicco di grandine: D = 1 cm; V = 50 m/sec

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