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Wie schnell fallen Regentropfen?

Wir alle haben schon einmal an einem grauen Regentag verträumt in den Himmel geschaut, doch wie schnell fallen Regentropfen eigentlich?

Marc Redondo Marc Redondo Daniela Aragón 08 Mär 2018 - 17:18 UTC
Wie schnell fallen Regentropfen?
Regentropfen fallen unterschiedlich schnell, die Geschwindigkeit ist von der jeweiligen Größe abhängig.

Nicht alle Regentropfen sind gleich. Wie groß ein Regentropfen ist, und wie schnell er fällt, ist vom Wolkentyp und von den jeweiligen Wetterbedingungen, wie Wind oder Luftstrom, abhängig. Größe und Geschwindigkeit können also sehr unterschiedlich sein. Aber wie berechnet man die Geschwindigkeit eines Regentropfens? Eine schwierige, aber nicht unmögliche Aufgabe.  

Senkrechter Windtunnel, um die Geschwindigkeit der Regentropfen zu berechnen

Der deutsche Physiker Philipp Lenard, wem 1905 der Nobelpreis für seine Arbeit über Kathodenstrahlen verliehen wurde, begann 1898 die Regentropfen zu analysieren. Die Forschungsergebnisse wurden 1904, unter dem Namen „Über Regen“, in der Meteorologischen Zeitschrift veröffentlicht.

Um die so viele Daten wie möglich über Regentropfen zu sammeln, baute der Wissenschaftler einen senkrechten Windtunnel, in dem die steigende Luftstromgeschwindigkeit eingestellt werden konnte, um die reellen Strömungen der Atmosphäre zu simulieren. Die Regentropfen fielen von oben und der Wind, der von unten kam, hielt sie für einen Augenblick in der Luft. So konnte er beobachten, wie sich die aerodynamischen Kräfte auf die Tropfen auswirkten und sich dessen Verhalten änderte.    

Regentropfen sind nicht immer kugelförmig

Lenards Ergebnisse waren überraschend. Er kam zu dem Schluss, dass Regentropfen von einem Durchmesser von bis zu 2 mm kugelförmig sind während sie fallen. So stellen wir alle und Regentropfen vor und würden sie auch in dieser Form zeichnen. 

Geschwindigkeit von Regentropfen
Größere Regentropfen erreichen den Boden bereits verformt.

Dahingegen fand er heraus, dass sich größere Regentropfen verformen während sie fallen und eine hamburgerähnliche Form annahmen, also ein platter Tropfen. Er war der erste Mensch, der beobachten durfte, wie sich Regentropfen, die eine Größe ab 5,5 mm aufweisen, in mehrere kleine Tropfen aufteilen während sie fallen. 

Ergebnisse der Studie über die Geschwindigkeit der Regentropfen

Der deutsche Physiker kam zu folgendem Schluss: Desto grösser die Regentropfen sind, umso schneller fallen sie. Wenn die Regentropfen jedoch grösser als 4,5 mm sind, fallen sie niemals schneller als 28,8 km/h. Diese Höchstgeschwindigkeit kann, laut Lenard, von keinem Regentropfen überschritten werden.

Je nach Größe gibt es immer einen Moment, ab dem der Regentropfen seine Fallgeschwindigkeit nicht mehr erhöhen kann. In diesem Augenblick ist die Reibung mit der Luft und das Gewicht des Tropfens gleich und er fällt mit konstanter Geschwindigkeit. Diese Geschwindigkeit nennt sich Restgeschwindigkeit.  

Später sind noch weitere Studien über die Geschwindigkeit der Regentropfen erschienen, die aber voneinander abweichen. Um uns jedoch ein ungefähres Bild zu machen, die Geschwindigkeiten liegen zwischen 14 km/h und 35-40 km/h.

Quelle: For Men of Understanding, Brushing the teardrops from Rain - Islandnet.com

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