Yağmur Damlaları ve Momentum

Yağmur damlaları çok yüksekten düşmesine rağmen insan vücuduna ve çevreye zarar vermezler. Sebepleri arasında birçok önemli fiziksel ilke yatar. Düşerken momentum kazanırlar ama bu momentum sınırlıdır, neden mi?

1. Hava direnci (Sürtünme kuvveti)

Buluttan ilk düştüğü andan itibaren yer çekiminin etkisiyle damlalar hızlanır. Ve her bir kuvvetin, o kuvvetin tersi yönünde bir dengeleyici kuvveti vardır. Bu durumda, bu dengeleyici kuvvet havanın sürtünme kuvvetidir. Damla, yer çekiminin etkisiyle aşağı doğru hızlanırken bir yandan da havanın sürtünme kuvveti damlaya yukarı yönde etki eder. Bu aşağı ve yukarı yönde olan iki kuvvet birbirlerine eşitlendikten sonra damlanın hızı sabitlenir ve yolculuğuna sabit hızla devam eder. O yüzden damlalar bize zarar verecek bir hızla düşmez.

2. Kütlelerinin çok düşük olması

Yağmur damlalarının kütleleri inanılmaz derecede küçüktür. Bir damlanın kütlesi genellikle miligramla ifade edilir. Momentum kütle ile hız çarpımı olduğundan , hızları belli bir seviyeye ulaşsa bile kütlelerinin çok düşük olması sebebiyle sahip oldukları toplam momentum da oldukça düşüktür.

3. Yüzey gerilimi ve şekil değişikliği

Yağmur damlaları esnek yapıdadır ve çarptıkları zaman yüzeyi gerilimi sayesinde kolayca şekil değiştirirler. Vücudumuza çarptıklarında anında yayılarak enerjiyi geniş bir alana dağıtırlar.

Sonuç

Küçük kütleleri ve hava direçleri sayesinde ulaştıkları sınırlı hız, momentumlarını düşük tutar ve esneklikleri sayesinde çarpmaların etkisi hafifler. Bu durum doğanın dengeleyici kuvvetlerinin güzel bir örneğidir.^{[1], [1]}