¡Interesante pregunta!
La respuesta de David Rutter fue excelente y cubrió cuán irregular puede ser la forma y el tamaño de los granizos, pero por ahora supongamos que esta es una prueba en condiciones de laboratorio y tenemos granizos y gotas de lluvia de la misma masa.
Las gotas de lluvia caen en forma de “hamburguesas”, mientras que los granizos son generalmente redondos.
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Suponiendo que ambos tengan la misma masa inicial, la única variable es el área de superficie del objeto que cae. Un área de superficie más alta tendrá una mayor resistencia al viento y, por lo tanto, una velocidad terminal más baja, como se muestra en la imagen a continuación:
Una buena forma de imaginarlo es un paracaídas. Mientras está plegado, tiene una superficie más baja, por lo que caería rápidamente si se deja caer, pero una vez abierto tiene una gran superficie y caerá lentamente. La masa del paracaídas es la misma tanto antes como después, es solo la superficie que cambia.
Sin embargo, si las gotas tuvieran el mismo volumen y no masa, los resultados podrían ser muy diferentes. A medida que el agua se expande a medida que se congela, la densidad de la piedra de granizo será menor que la de la gota de agua (el hielo es 8.3% menos denso que el agua, de ahí que flote en el agua). En este caso, la velocidad terminal de la piedra de granizo sería un poco menos, ya que pesaría menos, aunque como la expansión sería pequeña debido a la pequeña escala, probablemente no supondría una gran diferencia.
TL; DR: Para una gota de lluvia y granizo de la misma masa, la gota de lluvia tendrá una velocidad terminal más baja.
