Problem G. 785. (September 2022)

G. 785. In cloudy weather, it either rains or it doesn't. What determines whether the raindrops (or the ice crystals) in a cloud fall off due to gravity or stay in the cloud?

(3 pont)

Deadline expired on October 17, 2022.

Sorry, the solution is available only in Hungarian. Google translation

Megoldás. A felhők (a felhőben lévő parányi vízcseppek, illetve jégkristályok) is ,,esnek lefelé'', csak éppen – a közegellenállás miatt – nagyon lassan. Az átlagosnál nagyobb méretű vízcseppekre és jégkristályokra a súlyukhoz képest kisebb közegellenállási erő hat, ezek tehát gyorsabban mozognak, mintegy ,,kiesnek'' a felhőből. A lefelé eső vízcseppek mérete – a hőmérséklettől és a páratartalomtól függő ütemben – fokozatosan növekszik, és a cseppek egyre gyorsabban mozogva érik el a talajt. Ezt nevezzük esőnek. Az eső kialakulása tehát attól függ, hogy meg tudnak-e nőni elég nagyra a vízcseppek, vagy sem.

A fenti érvelés arra vonatkozik, amikor a felhő környezetében se felfelé, se lefelé nem áramlik a levegő. A felhőképződés mindig felfelé történő légáramlással jár. Ilyenkor a kicsapódó cseppecskék felfelé mozognak, és végül kialakulhat egy stacionárius erőegyensúly a felfelé mutató közegellenállási erő és a cseppekre ható nehézségi erő között. A kicsapódás hőt termel, ami melegíti a levegőt, csökkenti a sűrűségét, és ez folyamatosan biztosítja a feláramlást.

Ha viszont lefelé áramlik a levegő, akkor az esőcseppek elindulnak lefelé, egyre melegebb tartományokba kerülnek, ahol párolognak, így hűtik a környező levegőt, ami biztosítja a folyamatos lefelé áramlást. Ez a mechanizmus okozza azt, hogy az eső előtt hideg (esőszagú) szelet érzünk, mert a lefelé áramló levegő a talaj közelében szétterül.

Statistics:

64 students sent a solution.
3 points:	Antal Áron, Bocskai Anna, Csapó András, Cseresznye Ákos, Demeter Flóra, Egyházi Godó, Godó Loránd, Gonda Csongor, Ligeti Barnabás, Nagy 639 Csenge, Sárecz Bence, Szabó 926 Bálint, Szabó 926 Bence, Szirmai Nimród, Tajta Sára, Toplak Ágnes, Tóth Hanga Katalin.
2 points:	Bencze Mátyás, Biró Kata, Csajbók Kiara Dominika, Darvas Kristóf, Földi Albert, Hübner Júlia, Konkoly Zoltán, Leitert Dániel, Mátyás Míra, Medgyesi Júlia, Pálkovács Tamás, Páternoszter Tamás, Varga Zétény.
1 point:	16 students.
0 point:	2 students.
Unfair, not evaluated:	11 solutionss.
Not shown because of missing birth date or parental permission:	3 solutions.

Problems in Physics of KöMaL, September 2022