Kolik váží mrak?
Odpovědi
Při teoretickém měření hmotnosti průměrného mraku musíme nejprve určit jeho hustotu. U typického cumulu – bílého kupovitého oblaku viditelného za jinak jasného počasí – jde o 0,5 g/m³, u jiných typů se hodnota samozřejmě liší.
Následně je třeba změřit velikost mraku. Jeho šířku určíme podle stínu, který vrhá, když se slunce nachází přímo nad ním. Typický cumulus bývá asi 1 km vysoký i široký, tudíž má objem miliardy metrů krychlových. Jednoduchou matematikou pak zjistíme, že se v něm nachází okolo 500 tun vody.
A jak se takové množství „udrží“ ve vzduchu? Voda je v oblaku rozptýlená do miliard mikrokapiček. Některé z nich jsou tak malé, že by jich k vytvoření jediné dešťové kapky byly potřeba miliony. Gravitace má na ně tudíž zcela zanedbatelný vliv.
Diskuze
Jinak, gravitace nemá na mikrokapičky zanedbatelný vliv - podle Galileova principu by taková kapička ve vakuu padala dolů stejně rychle, jako třeba kovadlina. Co se mění, je odpor vzduchu - zatímco hmotnost klesá se třetí mocninou průměru, průřez kapičky jen se druhou, takže drobounké předměty kladou velký aerodynamický odpor a ve vzduchu padají strašně pomaloučku. Pokud vzdušnina sama o sobě svisle proudí, pak při běžných rychlostech proudění je rychlost pádu kapiček zanedbatelný. Další efekt je, že na jedné straně mraku se kapičky mohou odpařovat, zatímco současně na opačné se zase narůstat kondenzováním z vzdušné vlhkosti.