Comportament de la pluja en una gota

2009/08/23 Lakar Iraizoz, Oihane - Elhuyar Zientzia

• Fisika

Les gotes que arriben al sòl quan plou són fragments de gotes més grans.

Carlos Lemes

En el camí dels núvols al sòl, les gotes de pluja adquireixen una determinada distribució i solen ser gotes de diferents grandàries. Els científics porten temps tractant de saber què passa perquè unes gotes siguin més grans i altres més petites.

Se sospitava que entre les gotes es produeixen col·lisions, la qual cosa provoca que s'ajuntin unes gotes i que es formin gotes més gruixudes, que unes altres es quedin petites, etc. No obstant això, els investigadors francesos que estudien la dinàmica dels fluids no creien que es produïssin moltes interaccions entre les gotes quan plou, per la qual cosa van decidir estudiar una gota per a veure què li passava.

Van deixar caure les gotes d'una aixeta i van gravar la caiguda amb una càmera d'alta velocitat. Després de l'anàlisi del gravat, van observar que a major velocitat la forma de les gotes canvia: primer adopten la forma dels cardis, és a dir, es col·loquen els aplanats, després la forma d'una cassola o bossa, amb el cul a dalt, i finalment s'exploten i es distribueixen en diverses gotetes.

Caiguda d'una gota gravada per investigadors. Observem com canvia la forma de la gota a mesura que augmenta la fricció de l'aire. (Emmanuel Villermaux)...

Això és degut a la major resistència de l'aire a mesura que les gotes van guanyant velocitat. A partir d'un moment donat, la resistència de l'aire és superior per força de cohesió interna de les gotes gruixudes d'aigua, trencant les gotes gruixudes.

Les gotetes extretes d'aquest trencament són de diverses grandàries i segons els investigadors, tenen les mateixes característiques que les que cauen a terra quan plou. Per tant, s'ha considerat que el comportament observat en una sola gota és generalitzable, deixant a un costat els xocs i interaccions entre les gotes per a explicar el comportament de la pluja.

Condicions modificades

Si algú desitgés repetir el que s'ha dit i s'hagués anat a l'aixeta de la cuina a deixar que les gotes caiguin per separat, amb la finalitat de comprovar aquest comportament en les gotes, no obtindria el resultat esperat.

I és que, en condicions normals, les gotes han de recórrer una distància d'uns deu metres perquè es produeixi l'esmentada alteració i trencament. Fins a aquesta distància no aconsegueixen la velocitat suficient i la resistència de l'aire no és tan elevada com per a trencar les forces d'unió dins de la gota d'aigua.

Els científics han estudiat el comportament de les gotes deixant caure per sota de l'aixeta. (JR Guillaumin).

En general, els habitatges no tenen una altura tan elevada i, encara que les tinguessin, difícilment tindrien una aixeta a deu metres del sòl. Doncs bé, en el laboratori d'investigadors de França tampoc han creat aquest tipus d'infraestructures per a l'experiment. El problema de la resistència de l'aire s'ha resolt d'una altra manera, augmentant artificialment amb un doll d'aire ascendent en la zona en la qual la gota queia per a simular la resistència de les gotes.

La veritat és que és curiós saber en quina mena de recerca es mouen els científics pel món. Quan un ruixat plujós l'atrapa, ningú començarà a pensar per què la gota que li ha tocat al cap és major que la que li ha tocat al braç, i menor que la que li ha tocat en l'espatlla… però per als físics és molt important tenir coneixements bàsics, i comprendre els fenòmens que ocorren en la vida quotidiana és una manera d'augmentar aquest coneixement.

Publicat en 7k