雨が落ちてくる速度

雨が降っているとき、雨粒はどれぐらいの速度で落ちてくるのか?

そんな疑問を抱いたことはあるだろうか?

そう言う暇人は私ぐらいのものかもしれない。

だがしかし、ここでこの話を止めるわけにはいかないのである。

せっかくのネタが…。


などと言う前ふりはさて置くとする。


雨粒が雲から落ちてきて、地上近くまで達するときには空気抵抗などによる浮力と重力による落下力が釣り合った状態となっていると考えられる。言い換えれば、雲付近では重力加速度によって落下速度が増すのであるが、地上付近では速度は一定となっている(ただし、ここでは無風状態であることを前提とする)。この、一定となった速度を終末速度と言い、終末速度はストークスの式と言う小難しい数式によって計算できる。


私が学生だった頃、化学工学のテストで『直径 1 ㎜ の雨粒の地表近くでの速度を計算せよ』などと言う設問があり、『直径 5 ㎜ の雨粒ではどうか?』と続き、『雨粒の代わりに直径 3 ㎜ の金属球(比重は○○)ではどうか?』と言った設問があった。


そのテストの前日、同じクラスの友人Sが『ロッキー 4』の招待券を2枚入手し、『今日が有効期限だが、行くか?』と言ってきたので行くことにした。そのおかげでストークスの式を暗記できなかったのである。

確か、最初の設問に対しては『雨が地上10000 mから落下することとし、空気抵抗は無視することとする』と言った強引な前提を付けて、自由落下の速度を求める式から算出し、見事に『×』をもらった。次の設問は、同様に計算し、やはり『×』。最後の金属球については、どうせ間違ってるので、何を思ったのか受け狙いで『測定が命がけの危険を伴うことから測定を断念したために不明』と書いたが、何故か部分点として5点をもらった(各設問につき10点満点中で)。

たいして面白いわけでもなく、一体何に対する5点なのかはいまだに不明である。


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