In het Nederlands kennen we de uitdrukking “op elkaar lijken als twee druppels water”. Dat wil zeggen dat iets precies op elkaar lijkt. Voor sneeuwvlokken wordt vaak gezegd “iedere sneeuwvlok is uniek”. Hoe zit dat voor regendruppels? Is iedere regendruppel uniek, of is iedere regendruppel hetzelfde? Daarover leer je in deze blog meer!
Hoe ziet een regendruppel eruit?
Allereerst kijken we hoe een regendruppel eruit ziet. We zijn wel bekend met de standaard manier waarop we een regendruppel vaak tekenen. Bedenk eens hoe jij je de vorm van een regendruppel voorstelt.
In de werkelijkheid ziet een regendruppel er echter helemaal niet zo uit, eigenlijk tekenen we een regendruppel altijd verkeerd. De werkelijke vorm is niet de voor de hand liggende vorm van de druppel die iedereen herkent. Die vorm is namelijk voor watermoleculen totaal geen gunstige vorm. De werkelijke vorm van een druppel heeft alles te maken met oppervlaktespanning en luchtweerstand.
Wat is oppervlaktespanning? Watermoleculen (H2O) onderling trekken elkaar aan. Door vanderwaalskracht en waterstofbruggen tussen moleculen werkt H2O een beetje als magneten. Oppervlaktespanning is voor de mens vaak zichtbaar, als je weet waar je moet kijken. Wanneer je een glas helemaal tot net iets over de rand vult met water, zie je aan de rand van het glas een bolling. Hier zie je oppervlaktespanning in werking. Het voorkomt dat het glas meteen overstroomt, want watermoleculen willen liever dicht bij elkaar in het glas blijven.
Aan een overvol glas zie je de bolle vorm van oppervlaktespanning.
Terug naar de regendruppel. Zonder oppervlaktespanning zou een regendruppel meteen uiteenvallen, zo zou het dus nooit kunnen regenen. Zonder die aantrekkende eigenschap van water zou er dus ook geen leven op aarde mogelijk zijn. De bolle vorm is de meest gunstige manier voor de watermoleculen om dicht bij elkaar. Als we terug gaan naar de regendruppel komt dezelfde bolle vorm naar voren. Regendruppels hebben daarom geen punt aan de bovenkant, regendruppels zijn rond.
De klassieke vorm van een regendruppel klopt niet. Een regendruppel is bol met een platte onderkant, door een combinatie van oppervlaktespanning aan de ene kant en luchtweerstand aan de andere kant.
In een bui ontstaan druppels en groeien ze uit tot regendruppels. Zodra de druppel groter wordt, wordt de druppel ook zwaarder. Een zwaardere druppel begint steeds sneller naar beneden te vallen. Wist je dat een regendruppel gemiddeld met ruim 30 km/u naar beneden valt? Zodra de druppel sneller begint te vallen, botst er onderweg steeds meer lucht tegen de onderkant van de druppel. Het botsen van lucht tegen een object noemen we luchtweerstand. Door luchtweerstand deukt de onderkant van de druppel in en wordt die meer vlak dan rond.
We hebben dus de vorm van een regendruppel, een druppel is bol, maar met een vlakke onderkant.
De levensweg van een druppel
Grotere regendruppels vallen sneller dan kleine regendruppels. Dit komt door het verschil in gewicht. Binnen een wolk halen regendruppels elkaar dus in, en snelle druppels botsen tegen trage druppels. Hierdoor worden regendruppels steeds groter en groter. Een grotere druppel heeft een grotere luchtweerstand. Dat komt doordat het oppervlak waartegen de lucht botst bij een grotere druppel groter is. Wanneer regendruppels groter worden van 6 mm wordt de deuk door luchtweerstand te groot. Het gevolg hiervan is dat de eerst een soort parachute wordt, vervolgens knapt de parachutevorm uiteen in allemaal kleinere druppels. Met deze kleinere druppels begint het hele verhaal weer van voor af aan. Een regendruppel spat in zijn val dus vaak meerdere keren kapot.
Een regendruppel groeit steeds verder, maar valt uiteen zodra het groter wordt dan 5 mm. Een regendruppel heeft dus een maximale grootte. Bron afbeelding: Pbroks13, Creative Commons BY 3.0
Dikke druppels eerst
Wist je dat de grootste druppels uit een bui als eerste de grond bereiken? Dat is waardoor een zomerse bui vaak begint met dikke regendruppels. De grootste regendruppels bereiken dan al de grond terwijl de kleinere druppeltjes nog in de lucht boven je hangen.
Dus, is iedere druppel hetzelfde?
Nee, net zoals dat iedere sneeuwvlok uniek is, is ook iedere regendruppel net iets anders. Iedere regendruppel is dus net in een andere fase van zijn levensweg. Van het spreekwoord “als twee druppels water op elkaar lijken” klopt dus ook vrij weinig.
