Какую работу необходимо совершить, чтобы сферическую капельку росы радиуса R разделить на две одинаковые капельки той же формы?
Вы отправились в поход. Погода неожиданно испортилась. Пошел дождь. Вы поставили палатку. Почему, если во время дождя к потолку палатки дотронуться рукой, потолок начинает протекать?

На рисунке отчетливо просматриваются капли дождя. Часть из них имеют сферическую форму, другие – несколько вытянутую "каплевидную", как показано на рисунке. Разберемся в физических причинах, ответственных за наблюдаемую форму капель. Будем считать, что капля падает равномерно. В этом случае сила тяжести, действующая на столбик АВ, должна уравновешиваться силами гидростатического давления снизу и сверху столбика. Если высота столбика АВ равна h, а площадь столбика S, то

или .

Очевидно, что гидростатическое давление в капле меняется с высотой. Пусть давление воздуха со всех сторон капли одинаково и равно P₀. Разность давлений внутри и снаружи капли определяется формулой Лапласа и для точек А и В равна

и ,

где σ – коэффициент поверхностного натяжения воды, r_A и r_B – радиусы кривизны в точках А и В. А так как , то

.

Отсюда следует, что радиус кривизны в точке В должен быть больше, чем в точке А и капля должна иметь вид, представленный на рисунке. Оценим различие r_A и r_B. Для маленьких капель радиусом порядка 1 мк (10^-6 м) Н/м², а Н/м². В этом случае гидростатическим давлением по сравнению с давлением Лапласа можно пренебречь. В этом случае капля имеет сферическую форму. Иное дело для капли, например, диаметром 4 мм. Для нее Н/м², а Н/м². Эти величины одного порядка и отклонение формы капли от сферической уже заметно. Полагая и , найдем . Разность радиусов составляет 3 % от радиуса. Проведенный расчет показывает, что для более крупных капель можно ожидать отклонение от сферичности, но не объясняет форму капли. При проведении оценки не была учтена разность давлений воздуха под каплей и над ней. Перед каплей давление больше нормального атмосферного на величину порядка (v – скорость капли). Это так называемый гидравлический удар. За каплей давление меньше атмосферного из-за того, что там образуются вихри и турбулентный воздушный поток. Если разность давлений воздуха у дна и вершины капли

,

.

А как должны выглядеть еще более крупные капли? Оказывается, что такие капли неустойчивы и разрываются на маленькие, поскольку гидростатическое давление в столь крупных каплях превышает давление Лапласа. Этим объясняется, почему не бывает крупных капель на листьях деревьев и других поверхностях, не смачиваемых жидкостью. Возможный размер капли можно получить из неравенства

,

.

Оценка показывает, что для воды r < 3,8 мм, для ртути r < 2,6 мм. Проведенное рассмотрение является всего лишь оценочным, поскольку не принималось во внимание сопротивление воздуха, неизбежно имеющее место при движении капли.