云彩为什么不会掉下来？

云彩为什么不会掉下来？

苹果会往地上掉，凭啥云彩就不会？它们都比空气重啊。嗯，古人说“腾云驾雾”，仔细品来，似是隐隐地悟到了云的秘密。

云的主要成分是水滴和冰晶，水和冰都比空气重，为什么不掉下来呢？答主童年时也疑惑过，天上辣么大块棉花糖咋不掉下来捏？不过其实云是会掉下来的，只是掉下来的速度很慢很慢，这归根结底是空气阻力的原因。

云中的水滴半径r很小，约几微米到几十微米，重量很轻，空气阻力不可忽略，并随速度增加而增大，因此最终平衡时的速度，即收尾速度v很小。这还只是空气静止时的情形，实际中云层附近还会有风和上升气流，云基本上是随风而飘了；也有一些在这个过程中消散了，毕竟小水滴也会蒸发的。其实可以更直观地想：悬浮的小水滴，在天上叫云，在地上叫雾，你看看雾滴的运动，是不是很慢？

而即使是大雨滴，也砸不死人，可见空气阻力的作用还是很明显的。

具体地，水滴受到与半径和速度成正比的粘滞阻力6πηrv，方向向上，其中η为空气的粘滞系数；还受到重力和浮力，合力大小为，方向向下。三力平衡可得收尾速度，可见该速度与r²成正比，当r很小时，速度也很小。云中典型的水滴直径约为10-50 um，相应的下落速度约为：3.0 mm/s-7.5 cm/s, 这个要落下来得好久好久。

而一旦小水滴凝聚在一起，即可很快下落，如直径5 mm，则速度约7m/s。不过这是用另一套公式计算的，因为此时空气阻力以压差阻力为主，与r²v²成正比，前述公式已不适用。

有趣的是，利用超微液滴收尾速度很慢且与外力成正比这一规律，可以精确地测定微小的力。还记得大名鼎鼎的密立根油滴实验吗？在物理上具有重要意义的元电荷e的大小就这么定出来了！1923年的诺贝尔物理学奖就是这么诞生的。