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天上的云为什么不会掉下来?

  在日常生活中,我们会目睹许多非常有趣的自然现象。但一般情况下,人们不会试图去思考、去理解。然而,某些问题看似简单、不值得花
  心思,但细想一下却发现并非如此。你会意识到,这些问题其实非常有趣。
  云是怎么形成的?
  要了解云为什么可以飘在空中,我们要先了解云是什么?云的成分就是水。当天空中上升的水汽,因为冷却而凝结成微小的水滴或冰晶,聚积而成的就是云。就像冬天洗热水澡,水蒸气飘上来遇到冷空气,会产生白色的雾气一样。这类小水滴不像大水滴那样容易下落。在下落过程中,它们的运动会和周围空气产生摩擦力,但由于质量、表面积都很小,因此不像大水滴容易突破空气阻力落下来。
  为什么云不会掉下来?
  既然云是小水滴,那云的密度应该比空气大,为什么可以飘在空中呢?主要因素是空气浮力、阻力与上升气流的支撑力。
  空气是一种流体,也就是流动的物体。水就是一种最普通的流体。物体在空气中移动,就会受到阻力。当移动速度增加,阻力也会越大。就像划船,如果慢慢滑可以很轻松地滑过,但如果划水的速度很快,就会需要比较大的力量,因为阻力更大。
  用最简单的说法,形成云的微小水滴或冰晶,称为云滴。
  如果没有浮力或上升气流的支撑力,云滴确实会受到重力影响往下掉,但是当掉落达到一定速度时,空气阻力会大到刚好将地心引力完全抵消。云滴的掉落速度非常慢,只要有足够上升气流或浮力,就可能让云滴飘浮在空中不会掉下来。
  一般来说,从高处掉落的物体,它的重量愈轻,受到空气阻力的影响也会愈明显,导致掉落的速度愈慢。这也可以解释,为什么人从高处掉下来会受重伤,从同样高度掉下来的蚂蚁,却往往不会受到任何伤害。
  对于像云里的水滴这么小、这么轻的物体,空气阻力的影响就更大了。经过计算,它掉落1公尺要花上2.6年时间,所以云不是不会往下掉,只是掉落的速度太慢了,慢到我们几乎感觉不出来。而且它还非常轻,遇到上升气流,甚至还会被愈吹愈高。地球上热空气和水蒸气不断地向天空中上升,就好像一只大手似的把云托住了,云浮在空中肯定不会掉下来。

(孙学金)


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