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    jamp
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   <journal-title-group>
    <journal-title>
     Journal of Applied Mathematics and Physics
    </journal-title>
   </journal-title-group>
   <issn pub-type="epub">
    2327-4352
   </issn>
   <issn publication-format="print">
    2327-4379
   </issn>
   <publisher>
    <publisher-name>
     Scientific Research Publishing
    </publisher-name>
   </publisher>
  </journal-meta>
  <article-meta>
   <article-id pub-id-type="doi">
    10.4236/jamp.2025.137142
   </article-id>
   <article-id pub-id-type="publisher-id">
    jamp-144498
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    <subj-group subj-group-type="heading">
     <subject>
      Articles
     </subject>
    </subj-group>
    <subj-group subj-group-type="Discipline-v2">
     <subject>
      Physics 
     </subject>
     <subject>
       Mathematics
     </subject>
    </subj-group>
   </article-categories>
   <title-group>
    Review of the Dynamics of Falling, Accreting, Spherical Drops Acted Upon by Air Resistance
   </title-group>
   <contrib-group>
    <contrib contrib-type="author" xlink:type="simple">
     <name name-style="western">
      <surname>
       Øyvind G.
      </surname>
      <given-names>
       Grøn
      </given-names>
     </name> 
     <xref ref-type="aff" rid="aff1"> 
      <sup>1</sup>
     </xref> 
     <xref ref-type="aff" rid="aff2"> 
      <sup>2</sup>
     </xref>
    </contrib>
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     aFaculty of Technology, Art and Design, Oslo Metropolinan University, Oslo, Norway
    </addr-line> 
   </aff> 
   <aff id="aff2">
    <addr-line>
     aInstitute of Physics, University of Oslo, Oslo, Norway
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   <pub-date pub-type="epub">
    <day>
     04
    </day> 
    <month>
     07
    </month>
    <year>
     2025
    </year>
   </pub-date> 
   <volume>
    13
   </volume> 
   <issue>
    07
   </issue>
   <fpage>
    2496
   </fpage>
   <lpage>
    2541
   </lpage>
   <history>
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     <day>
      14,
     </day>
     <month>
      May
     </month>
     <year>
      2025
     </year>
    </date>
    <date date-type="published">
     <day>
      28,
     </day>
     <month>
      May
     </month>
     <year>
      2025
     </year> 
    </date> 
    <date date-type="accepted">
     <day>
      28,
     </day>
     <month>
      July
     </month>
     <year>
      2025
     </year> 
    </date>
   </history>
   <permissions>
    <copyright-statement>
     © Copyright 2014 by authors and Scientific Research Publishing Inc. 
    </copyright-statement>
    <copyright-year>
     2014
    </copyright-year>
    <license>
     <license-p>
      This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
     </license-p>
    </license>
   </permissions>
   <abstract>
    In this review a detailed treatment of the dynamics of an accreting raindrop falling through stationary mist under the action of gravity and air resistance, is presented. There are two contributions to the air resistance: one term proportional to the velocity and one proportional to the square of the velocity. It is discussed when it is a good approximation to neglect one of these terms. Also, a new form of the solution of the equation of motion is presented when accretion is neglected, but both the linear and quadratic contributions to the air resistance are present. The paper is written in a style making it useful in the teaching of classical dynamics, including in between calculations and providing several examples where the equation of motion of the drop, and the equation for the change of the droplet’s mass due to accretion, can be solved analytically in terms of elementary functions.
   </abstract>
   <kwd-group> 
    <kwd>
     Accreting Raindrop
    </kwd> 
    <kwd>
      Gravity
    </kwd> 
    <kwd>
      Air Resistance
    </kwd> 
    <kwd>
      Dynamics
    </kwd>
   </kwd-group>
  </article-meta>
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 <body>
  <sec id="s1">
   <title>1. Introduction</title>
   <p>There have been many experimental investigations of falling droplets <xref ref-type="bibr" rid="scirp.144498-1">
     [1]
    </xref>-<xref ref-type="bibr" rid="scirp.144498-3">
     [3]
    </xref> and further references are found in these articles. Analytical solutions to the motion of a falling droplet acted upon by the usual friction terms in the equation of motion, that are respectively linear and quadratic in the velocity, have been published <xref ref-type="bibr" rid="scirp.144498-4">
     [4]
    </xref>-<xref ref-type="bibr" rid="scirp.144498-10">
     [10]
    </xref>, but a review article on this topic does not seem to exist. Also, the treatment of several proportionality constants and the published form of the solutions of the equation of motion for different cases can be improved. A presentation of theoretical aspects of this topic, where different cases are treated with a unified notation, is the main object of the present review.</p>
   <p>Some of the articles <xref ref-type="bibr" rid="scirp.144498-4">
     [4]
    </xref>-<xref ref-type="bibr" rid="scirp.144498-10">
     [10]
    </xref> are concerned with a mass-collecting raindrop falling through a mist, neglecting air resistance. In order to give a useful update for students I will here give a review where the main results in these articles are deduced in a rather detailed way.</p>
   <p>Then a new form of the equation of motion of a non-accreting raindrop falling under the action of gravity and air resistance will be deduced. Earlier results of different cases are reviewed in a unified way, and some new forms of the solution of the equation of motion of falling droplets are presented. The formulae are illustrated graphically and compared to observed data.</p>
   <p>In the present article it is assumed that the droplets are spherical during the motion.</p>
   <p>The paper is organised with the following main topics.</p>
   <p>Index-notation:</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mtext>
          FF 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>: Free fall motion.</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mi>
            β 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
          A 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>: Drop falling with accretion. The index 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       β 
     </mi> 
    </math> means that the rate of mass accretion, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mover accent="true"> 
      <mi>
        m 
      </mi> 
      <mo>
        ˙ 
      </mo> 
     </mover> 
    </math> is proportional to the 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       β 
     </mi> 
    </math>-power of the velocity, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         m 
       </mi> 
       <mo>
         ˙ 
       </mo> 
      </mover> 
      <mo>
        ∝ 
      </mo> 
      <msubsup> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mi>
            β 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
          A 
        </mtext> 
       </mrow> 
       <mi>
         β 
       </mi> 
      </msubsup> 
     </mrow> 
    </math>. Then the accretion causes a friction-like term in the equation of motion which is proportional to 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         m 
       </mi> 
       <mo>
         ˙ 
       </mo> 
      </mover> 
      <mi>
        v 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>, and hence to 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msubsup> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mi>
            β 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
          A 
        </mtext> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mi>
          β 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msubsup> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
   <p>The index A means that accretion of mass from mist is taken into account.</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          α 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mi>
            β 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
          A 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>: Drop falling with accretion. Here 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         m 
       </mi> 
       <mo>
         ˙ 
       </mo> 
      </mover> 
      <mo>
        ∝ 
      </mo> 
      <msup> 
       <mi>
         m 
       </mi> 
       <mi>
         α 
       </mi> 
      </msup> 
      <msubsup> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          α 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mi>
            β 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
          A 
        </mtext> 
       </mrow> 
       <mi>
         β 
       </mi> 
      </msubsup> 
     </mrow> 
    </math>, and hence the “accretion term” in the equation of motion of the droplet is proportional to 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         m 
       </mi> 
       <mi>
         α 
       </mi> 
      </msup> 
      <msubsup> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          α 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mi>
            β 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mtext>
          A 
        </mtext> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mi>
          β 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msubsup> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mtext>
          R 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>: Drop falling without accretion with air resistance proportional to the velocity. The index R means that air resistance is taken into account.</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <mtext>
          R 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>: Drop falling without accretion with resistance proportional to the square of the velocity.</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          12 
        </mn> 
        <mtext>
          R 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>: Drop falling without accretion. Resistance depending linearly on velocity and velocity squared.</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          .. 
        </mn> 
        <mtext>
          AR 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>: Drop falling with both accretion and air resistance.</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          .. 
        </mn> 
        <mtext>
          T 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>: Terminal velocity.</p>
  </sec><sec id="s2">
   <title>2. Accretion without Resistance—Raindrops Falling Through Mist</title>
   <p>We are going to compare several cases of falling droplets with accretion of matter from the mist they fall through and air resistance. In some cases, it turns out that the motion of the droplets are close to the motion of a freely falling object, with a velocity falling distance-relationship</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mtext>
          FF 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msqrt> 
       <mrow> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <mi>
          g 
        </mi> 
        <mi>
          h 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msqrt> 
     </mrow> 
    </math> (1)</p>
   <p>The different cases will be compared by calculating the velocities when the droplets have fallen 1 m and 10 m. Inserting 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        g 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        9.81 
      </mn> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mrow> 
       <mtext>
         m 
       </mtext> 
       <mo>
         / 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mtext>
           s 
         </mtext> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> we have 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mtext>
          FF 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        4.43 
      </mn> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mrow> 
       <mtext>
         m 
       </mtext> 
       <mo>
         / 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mtext>
           s 
         </mtext> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi mathvariant="normal">
          FF 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mn>
          10 
        </mn> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        14.0 
      </mn> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mrow> 
       <mtext>
         m 
       </mtext> 
       <mo>
         / 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mtext>
           s 
         </mtext> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
   <p>As noted by K. K. Krane <xref ref-type="bibr" rid="scirp.144498-4">
     [4]
    </xref> the point of departure for analysing the motion of a raindrop collecting matter while falling through a mist, is the general version of Newton’s 2. Law valid for a body with a mass which varies during the motion,</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         F 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          e 
        </mi> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msup> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            m 
          </mi> 
          <msub> 
           <mi>
             v 
           </mi> 
           <mtext>
             A 
           </mtext> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         · 
       </mo> 
      </msup> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        m 
      </mi> 
      <msub> 
       <mover accent="true"> 
        <mi>
          v 
        </mi> 
        <mo>
          ˙ 
        </mo> 
       </mover> 
       <mtext>
         A 
       </mtext> 
      </msub> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mtext>
         A 
       </mtext> 
      </msub> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         m 
       </mi> 
       <mo>
         ˙ 
       </mo> 
      </mover> 
     </mrow> 
    </math>. (2)</p>
   <p>Here we have used the notation that a dot represents differentiation with respect to time. The mechanism of accretion is inelastic collisions of very small mist-particles with the drop.</p>
   <p>Neglecting air resistance and the buoyancy due to the upward force on the droplet by the surrounding air, Newton’s 2. Law applied to the droplet takes the form</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        m 
      </mi> 
      <msub> 
       <mover accent="true"> 
        <mi>
          v 
        </mi> 
        <mo>
          ˙ 
        </mo> 
       </mover> 
       <mtext>
         A 
       </mtext> 
      </msub> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mtext>
         A 
       </mtext> 
      </msub> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         m 
       </mi> 
       <mo>
         ˙ 
       </mo> 
      </mover> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        m 
      </mi> 
      <mi>
        g 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>, (3)</p>
   <p>where the acceleration of gravity is assumed to be constant during the considered motion.</p>
   <p>The acceleration, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         a 
       </mi> 
       <mtext>
         A 
       </mtext> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mover accent="true"> 
        <mi>
          v 
        </mi> 
        <mo>
          ˙ 
        </mo> 
       </mover> 
       <mtext>
         A 
       </mtext> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>, of the droplet is</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         a 
       </mi> 
       <mtext>
         A 
       </mtext> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        g 
      </mi> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mover accent="true"> 
        <mi>
          m 
        </mi> 
        <mo>
          ˙ 
        </mo> 
       </mover> 
       <mi>
         m 
       </mi> 
      </mfrac> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mtext>
         A 
       </mtext> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>, (4)</p>
   <p>We see that the mass accretion acts against gravity as a resistance to the motion. Hence in some cases the acceleration will decrease with increasing velocity, and the droplet will reach a terminal velocity 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          β 
        </mi> 
        <mi>
          m 
        </mi> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>. In the cases with air resistance and vanishing accretion one defines the terminal velocity by the condition that the acceleration of the droplet vanishes, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         a 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          β 
        </mi> 
        <mi>
          m 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>. With vanishing air resistance and non-vanishing accretion this gives a terminal velocity</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mtext>
          AT 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mi>
          m 
        </mi> 
        <mi>
          g 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mover accent="true"> 
        <mi>
          m 
        </mi> 
        <mo>
          ˙ 
        </mo> 
       </mover> 
      </mfrac> 
     </mrow> 
    </math>. (5)</p>
   <p>Here a problem appears. In the general case with accretion, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mi>
         m 
       </mi> 
       <mo>
         / 
       </mo> 
       <mover accent="true"> 
        <mi>
          m 
        </mi> 
        <mo>
          ˙ 
        </mo> 
       </mover> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> is not constant. For example with a constant rate of mass increase, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         m 
       </mi> 
       <mo>
         ˙ 
       </mo> 
      </mover> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mtext>
        constant 
      </mtext> 
     </mrow> 
    </math>, m increases with time, and hence 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mi>
          m 
        </mi> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> increases with time. This means that with accretion, putting 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         a 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          β 
        </mi> 
        <mi>
          m 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> in the equation of motion is not a valid procedure for finding the terminal velocity. The equation of motion has to be solved, and if the velocity approaches a constant velocity, this is the terminal velocity. This will be illustrated below.</p>
   <p>Krane <xref ref-type="bibr" rid="scirp.144498-4">
     [4]
    </xref> considered several cases. One was that the accreted mass is proportional to the height, h, which the droplet has fallen. A droplet falling from an initial state with vanishing velocity, and with 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         m 
       </mi> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> (i.e. with an initial mass which is so small that it can be neglected in the equation of motion of the droplet) then has the mass</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        m 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         λ 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          02 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mi>
        h 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>, (6)</p>
   <p>where 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         λ 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          02 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> is a positive constant measured in kg/m. The index 0 means that the rate of accretion, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mover accent="true"> 
      <mi>
        m 
      </mi> 
      <mo>
        ˙ 
      </mo> 
     </mover> 
    </math>, is independent of the mass of the droplet, and the index 2 means that the rate of accretion is proportional to the velocity of the droplet, so that it gives rise to a term in the equation of motion of the droplet, which is proportional to the square of the velocity. Since the droplet’s mass comes from accretion, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         λ 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          02 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> is the accreted mass per unit distance which the droplet falls. Hence</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         m 
       </mi> 
       <mo>
         ˙ 
       </mo> 
      </mover> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         λ 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          02 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         h 
       </mi> 
       <mo>
         ˙ 
       </mo> 
      </mover> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         λ 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          02 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <mtext>
          A 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>. (7)</p>
   <p>In this case Equation (3) takes the form</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        h 
      </mi> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         h 
       </mi> 
       <mo>
         ¨ 
       </mo> 
      </mover> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <msup> 
       <mover accent="true"> 
        <mi>
          h 
        </mi> 
        <mo>
          ˙ 
        </mo> 
       </mover> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msup> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        g 
      </mi> 
      <mi>
        h 
      </mi> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mi>
        i 
      </mi> 
      <mo>
        . 
      </mo> 
      <mi>
        e 
      </mi> 
      <mo>
        . 
      </mo> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <msup> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            h 
          </mi> 
          <mover accent="true"> 
           <mi>
             h 
           </mi> 
           <mo>
             ˙ 
           </mo> 
          </mover> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         · 
       </mo> 
      </msup> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        g 
      </mi> 
      <mi>
        h 
      </mi> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
        or 
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mi>
        h 
      </mi> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         h 
       </mi> 
       <mo>
         ˙ 
       </mo> 
      </mover> 
      <msup> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            h 
          </mi> 
          <mover accent="true"> 
           <mi>
             h 
           </mi> 
           <mo>
             ˙ 
           </mo> 
          </mover> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         · 
       </mo> 
      </msup> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        g 
      </mi> 
      <msup> 
       <mi>
         h 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msup> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         h 
       </mi> 
       <mo>
         ˙ 
       </mo> 
      </mover> 
     </mrow> 
    </math>. (8)</p>
   <p>Note that the motion of the drop does not depend upon the constant 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         λ 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          02 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>. Integration with the initial condition 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         h 
       </mi> 
       <mo>
         ˙ 
       </mo> 
      </mover> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> gives</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mfrac> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </mfrac> 
      <msup> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            h 
          </mi> 
          <mover accent="true"> 
           <mi>
             h 
           </mi> 
           <mo>
             ˙ 
           </mo> 
          </mover> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msup> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mi>
         g 
       </mi> 
       <mn>
         3 
       </mn> 
      </mfrac> 
      <msup> 
       <mi>
         h 
       </mi> 
       <mn>
         3 
       </mn> 
      </msup> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
        or 
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <msup> 
       <mi>
         h 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mo>
           / 
         </mo> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </msup> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         h 
       </mi> 
       <mo>
         ˙ 
       </mo> 
      </mover> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msqrt> 
       <mrow> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
          <mi>
            g 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mn>
           3 
         </mn> 
        </mfrac> 
       </mrow> 
      </msqrt> 
     </mrow> 
    </math>. (9)</p>
   <p>New integration with the initial condition 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        h 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> leads to</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        h 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mi>
         g 
       </mi> 
       <mn>
         6 
       </mn> 
      </mfrac> 
      <msup> 
       <mi>
         t 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msup> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <mtext>
          A 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         h 
       </mi> 
       <mo>
         ˙ 
       </mo> 
      </mover> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mi>
         g 
       </mi> 
       <mn>
         3 
       </mn> 
      </mfrac> 
      <mi>
        t 
      </mi> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <msub> 
       <mi>
         a 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <mtext>
          A 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mover accent="true"> 
        <mi>
          v 
        </mi> 
        <mo>
          ˙ 
        </mo> 
       </mover> 
       <mrow> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <mtext>
          A 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mi>
         g 
       </mi> 
       <mn>
         3 
       </mn> 
      </mfrac> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <mtext>
          A 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msqrt> 
       <mrow> 
        <mfrac> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
         <mn>
           3 
         </mn> 
        </mfrac> 
        <mi>
          g 
        </mi> 
        <mi>
          h 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msqrt> 
     </mrow> 
    </math>. (10)</p>
   <p>In this case, with constant acceleration, there is no terminal velocity. Also, it follows from Equations (7) and (10) that in this case the rate of accretion of mass upon the droplet is a linear function of time, which gives a constant acceleration of the droplet. In may be noted that in this case the velocity at a given height is 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <mtext>
          A 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0.58 
      </mn> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mtext>
          FF 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
   <p>Adawi <xref ref-type="bibr" rid="scirp.144498-5">
     [5]
    </xref> followed up Krane’s article and tried to integrate the equation of motion for a drop where the rate of increase of mass due to accretion was given by</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         m 
       </mi> 
       <mo>
         ˙ 
       </mo> 
      </mover> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         λ 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          α 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <msup> 
       <mi>
         m 
       </mi> 
       <mi>
         α 
       </mi> 
      </msup> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          α 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <mtext>
          A 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>, (11)</p>
   <p>where 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         λ 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          α 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> is measured in 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mrow> 
          <mtext>
            kg 
          </mtext> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mi>
            α 
          </mi> 
         </mrow> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mo>
         / 
       </mo> 
       <mtext>
         m 
       </mtext> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       α 
     </mi> 
    </math> is a dimensionless constant with value 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        α 
      </mi> 
      <mo>
        ≤ 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>. The case considered by Krane <xref ref-type="bibr" rid="scirp.144498-4">
     [4]
    </xref> has 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        α 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>. The general solution of Equation (2) with the rate of mass accretion given in Equation (10) required numerical integration.</p>
   <p>Inserting 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          α 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <mi>
          m 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         h 
       </mi> 
       <mo>
         ˙ 
       </mo> 
      </mover> 
     </mrow> 
    </math> into Equation (10) and integrating with the initial condition 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        m 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         m 
       </mi> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> gives</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        m 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msup> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           [ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msubsup> 
           <mi>
             m 
           </mi> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
           <mrow> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mi>
              α 
            </mi> 
           </mrow> 
          </msubsup> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             λ 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mi>
              α 
            </mi> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </mrow> 
          </msub> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mi>
              α 
            </mi> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mi>
            h 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ] 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mfrac> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mrow> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mi>
            α 
          </mi> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
       </mrow> 
      </msup> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mi>
        α 
      </mi> 
      <mo>
        ≠ 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>. (12)</p>
   <p>In the case 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        α 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> Equation (11) takes the form</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         m 
       </mi> 
       <mo>
         ˙ 
       </mo> 
      </mover> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         λ 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          12 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mi>
        m 
      </mi> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          12 
        </mn> 
        <mtext>
          A 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         λ 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          12 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mi>
        m 
      </mi> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         h 
       </mi> 
       <mo>
         ˙ 
       </mo> 
      </mover> 
     </mrow> 
    </math>. (13)</p>
   <p>Integration of Equation (13) with the initial condition 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        m 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         m 
       </mi> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> gives</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        m 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         m 
       </mi> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </msub> 
      <msup> 
       <mtext>
         e 
       </mtext> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           λ 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mn>
            12 
          </mn> 
         </mrow> 
        </msub> 
        <mi>
          h 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math>, (14)</p>
   <p>where 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         λ 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          12 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> has dimension m<sup>−</sup><sup>1</sup>. The physical meaning of 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         λ 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          12 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> is that 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         λ 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          12 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mrow> 
        <mi>
          ln 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </mrow> 
       <mo>
         / 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           h 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, where 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         h 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> is the height that the droplet must fall to double its mass, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        m 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           h 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        2 
      </mn> 
      <msub> 
       <mi>
         m 
       </mi> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>. Hence Equation (14) can be written</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        m 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msup> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mi>
           h 
         </mi> 
         <mo>
           / 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             h 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msub> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </msup> 
      <msub> 
       <mi>
         m 
       </mi> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>. (15)</p>
   <p>In this case Equation (4) takes the form</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mover accent="true"> 
        <mi>
          v 
        </mi> 
        <mo>
          ˙ 
        </mo> 
       </mover> 
       <mrow> 
        <mn>
          12 
        </mn> 
        <mtext>
          A 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         λ 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mn>
          12 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <msubsup> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          12 
        </mn> 
        <mtext>
          A 
        </mtext> 
       </mrow> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msubsup> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        g 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>. (16)</p>
   <p>The solution of this equation with the initial condition 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <mi>
          m 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> is</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          12 
        </mn> 
        <mtext>
          A 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          12 
        </mn> 
        <mtext>
          AT 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mi>
        tanh 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msqrt> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             λ 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mtext>
                
            </mtext> 
            <mn>
              12 
            </mn> 
           </mrow> 
          </msub> 
          <mi>
            g 
          </mi> 
         </mrow> 
        </msqrt> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          12 
        </mn> 
        <mtext>
          AT 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msqrt> 
       <mrow> 
        <mfrac> 
         <mi>
           g 
         </mi> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             λ 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mtext>
                
            </mtext> 
            <mn>
              12 
            </mn> 
           </mrow> 
          </msub> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
       </mrow> 
      </msqrt> 
     </mrow> 
    </math>. (17)</p>
   <p>The value of 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         λ 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          12 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> is calculated in Equation (28) with the result 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         λ 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          12 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        2.1 
      </mn> 
      <mo>
        × 
      </mo> 
      <msup> 
       <mrow> 
        <mn>
          10 
        </mn> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mn>
          3 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msup> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <msup> 
       <mtext>
         m 
       </mtext> 
       <mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math>, giving 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          12 
        </mn> 
        <mtext>
          AT 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        69 
      </mn> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mrow> 
       <mtext>
         m 
       </mtext> 
       <mo>
         / 
       </mo> 
       <mtext>
         s 
       </mtext> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>. Equation (16) shows that the velocity of the droplet approaches the value 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          12 
        </mn> 
        <mtext>
          AT 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>, but does not reach 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          12 
        </mn> 
        <mtext>
          AT 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> in a finite time. In this case 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          12 
        </mn> 
        <mtext>
          AT 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> as given in Equation (17) is an asymptotic terminal velocity of the droplet.</p>
   <p>With 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        h 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         h 
       </mi> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> the position of the droplet as a function of time is</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        h 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           λ 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mtext>
              
          </mtext> 
          <mn>
            12 
          </mn> 
         </mrow> 
        </msub> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mi>
        ln 
      </mi> 
      <mi>
        cosh 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msqrt> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             λ 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mtext>
                
            </mtext> 
            <mn>
              12 
            </mn> 
           </mrow> 
          </msub> 
          <mi>
            g 
          </mi> 
         </mrow> 
        </msqrt> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>. (18)</p>
   <p>It follows from Equations (16) and (17) that the velocity of the droplet as a function of the height it has fallen is</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          12 
        </mn> 
        <mtext>
          A 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          12 
        </mn> 
        <mtext>
          AT 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <msqrt> 
       <mrow> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <msup> 
         <mtext>
           e 
         </mtext> 
         <mrow> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
          <msub> 
           <mi>
             λ 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mn>
              12 
            </mn> 
           </mrow> 
          </msub> 
          <mi>
            h 
          </mi> 
         </mrow> 
        </msup> 
       </mrow> 
      </msqrt> 
     </mrow> 
    </math>. (19)</p>
   <p>For 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        h 
      </mi> 
      <mo>
        &lt; 
      </mo> 
      <mn>
        10 
      </mn> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
        m 
      </mtext> 
     </mrow> 
    </math> the exponent in Equation (19) obeys 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mn>
        2 
      </mn> 
      <msub> 
       <mi>
         λ 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          12 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mi>
        h 
      </mi> 
      <mo>
        &lt; 
      </mo> 
      <mn>
        4.2 
      </mn> 
      <mo>
        × 
      </mo> 
      <msup> 
       <mrow> 
        <mn>
          10 
        </mn> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math>. Hence in this region the expression (19) for the velocity can with good approximation be represented by a series expansion to 2. order in 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         λ 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          12 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mi>
        h 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>. Using Equation (1) this gives</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          12 
        </mn> 
        <mtext>
          A 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        ≈ 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mtext>
          FF 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </mfrac> 
        <msub> 
         <mi>
           λ 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mn>
            12 
          </mn> 
         </mrow> 
        </msub> 
        <mi>
          h 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>. (20)</p>
   <p>Equation (20) shows that in this region the motion of the droplet is very close to free fall motion. Here the velocities used in our comparison are 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          12 
        </mn> 
        <mtext>
          A 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        4.425 
      </mn> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mrow> 
       <mtext>
         m 
       </mtext> 
       <mo>
         / 
       </mo> 
       <mtext>
         s 
       </mtext> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          12 
        </mn> 
        <mtext>
          A 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        13.86 
      </mn> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mrow> 
       <mtext>
         m 
       </mtext> 
       <mo>
         / 
       </mo> 
       <mtext>
         s 
       </mtext> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, very close to the free fall velocities 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mtext>
          FF 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        4.43 
      </mn> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mrow> 
       <mtext>
         m 
       </mtext> 
       <mo>
         / 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mtext>
           s 
         </mtext> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi mathvariant="normal">
          FF 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mn>
          10 
        </mn> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        14.0 
      </mn> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mrow> 
       <mtext>
         m 
       </mtext> 
       <mo>
         / 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mtext>
           s 
         </mtext> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
   <p>Inserting the expression (17) for the velocity of the droplet and performing the integration with the initial condition 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        m 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         m 
       </mi> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> gives the mass as a function of time and falling height,</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        m 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         m 
       </mi> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </msub> 
      <mi>
        cosh 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msqrt> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             λ 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mtext>
                
            </mtext> 
            <mn>
              12 
            </mn> 
           </mrow> 
          </msub> 
          <mi>
            g 
          </mi> 
         </mrow> 
        </msqrt> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>. (21)</p>
   <p>B. G. Dick <xref ref-type="bibr" rid="scirp.144498-6">
     [6]
    </xref> gave a further development of the same problem. The mass of the droplet and its rate of change is</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        m 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mn>
          4 
        </mn> 
        <mi>
          π 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mn>
         3 
       </mn> 
      </mfrac> 
      <msub> 
       <mi>
         ρ 
       </mi> 
       <mtext>
         w 
       </mtext> 
      </msub> 
      <msup> 
       <mi>
         r 
       </mi> 
       <mn>
         3 
       </mn> 
      </msup> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         m 
       </mi> 
       <mo>
         ˙ 
       </mo> 
      </mover> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        4 
      </mn> 
      <mi>
        π 
      </mi> 
      <msub> 
       <mi>
         ρ 
       </mi> 
       <mtext>
         w 
       </mtext> 
      </msub> 
      <msup> 
       <mi>
         r 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msup> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         r 
       </mi> 
       <mo>
         ˙ 
       </mo> 
      </mover> 
     </mrow> 
    </math>, (22)</p>
   <p>where 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         ρ 
       </mi> 
       <mtext>
         w 
       </mtext> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> is the density of water. Assuming that the rate of mass accretion is proportional to the mass of mist that the droplet passes through per second, i.e. the product of the cross section area, velocity and density of the mist, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         ρ 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mtext>
          mist 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>, we have</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         m 
       </mi> 
       <mo>
         ˙ 
       </mo> 
      </mover> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        π 
      </mi> 
      <msub> 
       <mi>
         ρ 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mtext>
          mist 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <msup> 
       <mi>
         r 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msup> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         h 
       </mi> 
       <mo>
         ˙ 
       </mo> 
      </mover> 
     </mrow> 
    </math>. (23)</p>
   <p>It follows from Equations (22) and (23) that</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         r 
       </mi> 
       <mo>
         ˙ 
       </mo> 
      </mover> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         γ 
       </mi> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </msub> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         h 
       </mi> 
       <mo>
         ˙ 
       </mo> 
      </mover> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <msub> 
       <mi>
         γ 
       </mi> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           ρ 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mtext>
            mist 
          </mtext> 
         </mrow> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mn>
          4 
        </mn> 
        <msub> 
         <mi>
           ρ 
         </mi> 
         <mtext>
           w 
         </mtext> 
        </msub> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
     </mrow> 
    </math>. (24)</p>
   <p>Integration of this equation with the initial condition 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        r 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         r 
       </mi> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> gives</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        r 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         r 
       </mi> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         γ 
       </mi> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </msub> 
      <mi>
        h 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>. (25)</p>
   <p>Note that Equation (22) corresponds to the case 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        α 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
       <mo>
         / 
       </mo> 
       <mn>
         3 
       </mn> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> in Equation (11). Then Equation (12) takes the form</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        m 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msup> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           [ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msubsup> 
           <mi>
             m 
           </mi> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
           <mrow> 
            <mrow> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
             <mo>
               / 
             </mo> 
             <mn>
               3 
             </mn> 
            </mrow> 
           </mrow> 
          </msubsup> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mrow> 
             <mrow> 
              <msub> 
               <mi>
                 λ 
               </mi> 
               <mrow> 
                <mrow> 
                 <mo>
                   ( 
                 </mo> 
                 <mrow> 
                  <mrow> 
                   <mn>
                     2 
                   </mn> 
                   <mo>
                     / 
                   </mo> 
                   <mn>
                     3 
                   </mn> 
                  </mrow> 
                 </mrow> 
                 <mo>
                   ) 
                 </mo> 
                </mrow> 
                <mn>
                  2 
                </mn> 
               </mrow> 
              </msub> 
             </mrow> 
             <mo>
               / 
             </mo> 
             <mn>
               3 
             </mn> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mi>
            h 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ] 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mn>
         3 
       </mn> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math>. (26)</p>
   <p>Putting 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mover accent="true"> 
      <mi>
        m 
      </mi> 
      <mo>
        ˙ 
      </mo> 
     </mover> 
    </math> in Equations (11) and (23) equal to each other and inserting 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         γ 
       </mi> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> from Equation (24), lead to</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         λ 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
           <mo>
             / 
           </mo> 
           <mn>
             3 
           </mn> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         γ 
       </mi> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </msub> 
      <msup> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mn>
            36 
          </mn> 
          <mi>
            π 
          </mi> 
          <msub> 
           <mi>
             ρ 
           </mi> 
           <mtext>
             w 
           </mtext> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mo>
           / 
         </mo> 
         <mn>
           3 
         </mn> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math>, (27)</p>
   <p>For a typical value of the mist in a cloud 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         γ 
       </mi> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        2.5 
      </mn> 
      <mo>
        × 
      </mo> 
      <msup> 
       <mrow> 
        <mn>
          10 
        </mn> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mn>
          7 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         λ 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
           <mo>
             / 
           </mo> 
           <mn>
             3 
           </mn> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        6 
      </mn> 
      <mo>
        × 
      </mo> 
      <msup> 
       <mrow> 
        <mn>
          10 
        </mn> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mn>
          5 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msup> 
      <mrow> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mrow> 
          <mtext>
            kg 
          </mtext> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mrow> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
           <mo>
             / 
           </mo> 
           <mn>
             3 
           </mn> 
          </mrow> 
         </mrow> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mo>
         / 
       </mo> 
       <mtext>
         m 
       </mtext> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
   <p>We shall need the value of 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         λ 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          12 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> in Equation (20). It is related to 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         γ 
       </mi> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> by means of Equations (11) with 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        α 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>, together with Equations (22) and (24) with 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         h 
       </mi> 
       <mo>
         ˙ 
       </mo> 
      </mover> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        v 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>,</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         m 
       </mi> 
       <mo>
         ˙ 
       </mo> 
      </mover> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         λ 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          12 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mi>
        m 
      </mi> 
      <mi>
        v 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         λ 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          12 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mn>
          4 
        </mn> 
        <mi>
          π 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mn>
         3 
       </mn> 
      </mfrac> 
      <msub> 
       <mi>
         ρ 
       </mi> 
       <mtext>
         w 
       </mtext> 
      </msub> 
      <msup> 
       <mi>
         r 
       </mi> 
       <mn>
         3 
       </mn> 
      </msup> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         h 
       </mi> 
       <mo>
         ˙ 
       </mo> 
      </mover> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        4 
      </mn> 
      <mi>
        π 
      </mi> 
      <msub> 
       <mi>
         ρ 
       </mi> 
       <mtext>
         w 
       </mtext> 
      </msub> 
      <msup> 
       <mi>
         r 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msup> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         r 
       </mi> 
       <mo>
         ˙ 
       </mo> 
      </mover> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        4 
      </mn> 
      <mi>
        π 
      </mi> 
      <msub> 
       <mi>
         ρ 
       </mi> 
       <mtext>
         w 
       </mtext> 
      </msub> 
      <msup> 
       <mi>
         r 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msup> 
      <msub> 
       <mi>
         γ 
       </mi> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </msub> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         h 
       </mi> 
       <mo>
         ˙ 
       </mo> 
      </mover> 
     </mrow> 
    </math>. (28)</p>
   <p>It follows that</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         λ 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          12 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mn>
          3 
        </mn> 
        <msub> 
         <mi>
           γ 
         </mi> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mi>
         r 
       </mi> 
      </mfrac> 
     </mrow> 
    </math>. (29)</p>
   <p>For a droplet with radius 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        r 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0.35 
      </mn> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
        mm 
      </mtext> 
     </mrow> 
    </math> this gives 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         λ 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          12 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        2.1 
      </mn> 
      <mo>
        × 
      </mo> 
      <msup> 
       <mrow> 
        <mn>
          10 
        </mn> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mn>
          3 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msup> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <msup> 
       <mtext>
         m 
       </mtext> 
       <mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
   <p>Inserting Equations (22)-(24) into Equation (3) gives the equation of motion of the radius of the drop</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        r 
      </mi> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         r 
       </mi> 
       <mo>
         ¨ 
       </mo> 
      </mover> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mn>
        3 
      </mn> 
      <msup> 
       <mover accent="true"> 
        <mi>
          r 
        </mi> 
        <mo>
          ˙ 
        </mo> 
       </mover> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msup> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         γ 
       </mi> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </msub> 
      <mi>
        g 
      </mi> 
      <mi>
        r 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>. (30)</p>
   <p>Using that</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        r 
      </mi> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         r 
       </mi> 
       <mo>
         ¨ 
       </mo> 
      </mover> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mn>
        3 
      </mn> 
      <msup> 
       <mover accent="true"> 
        <mi>
          r 
        </mi> 
        <mo>
          ˙ 
        </mo> 
       </mover> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msup> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           r 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <msup> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mi>
             r 
           </mi> 
           <mn>
             3 
           </mn> 
          </msup> 
          <mover accent="true"> 
           <mi>
             r 
           </mi> 
           <mo>
             ˙ 
           </mo> 
          </mover> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         · 
       </mo> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math>, (31)</p>
   <p>Equation (30) can be written as</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mi>
             r 
           </mi> 
           <mn>
             3 
           </mn> 
          </msup> 
          <mover accent="true"> 
           <mi>
             r 
           </mi> 
           <mo>
             ˙ 
           </mo> 
          </mover> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         · 
       </mo> 
      </msup> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         γ 
       </mi> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </msub> 
      <mi>
        g 
      </mi> 
      <msup> 
       <mi>
         r 
       </mi> 
       <mn>
         3 
       </mn> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math>. (32)</p>
   <p>Multiplying by 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         r 
       </mi> 
       <mn>
         3 
       </mn> 
      </msup> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         r 
       </mi> 
       <mo>
         ˙ 
       </mo> 
      </mover> 
     </mrow> 
    </math> this equation takes the form</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         r 
       </mi> 
       <mn>
         3 
       </mn> 
      </msup> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         r 
       </mi> 
       <mo>
         ˙ 
       </mo> 
      </mover> 
      <msup> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mi>
             r 
           </mi> 
           <mn>
             3 
           </mn> 
          </msup> 
          <mover accent="true"> 
           <mi>
             r 
           </mi> 
           <mo>
             ˙ 
           </mo> 
          </mover> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         · 
       </mo> 
      </msup> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         γ 
       </mi> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </msub> 
      <mi>
        g 
      </mi> 
      <msup> 
       <mi>
         r 
       </mi> 
       <mn>
         6 
       </mn> 
      </msup> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         r 
       </mi> 
       <mo>
         ˙ 
       </mo> 
      </mover> 
     </mrow> 
    </math>. (33)</p>
   <p>It follows from Equation (11) that 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         r 
       </mi> 
       <mo>
         ˙ 
       </mo> 
      </mover> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> for 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        r 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>. Hence we integrate Equation (33) with the initial condition 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         r 
       </mi> 
       <mo>
         ˙ 
       </mo> 
      </mover> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> and get</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         r 
       </mi> 
       <mo>
         ˙ 
       </mo> 
      </mover> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msqrt> 
       <mrow> 
        <mfrac> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
         <mn>
           7 
         </mn> 
        </mfrac> 
        <msub> 
         <mi>
           γ 
         </mi> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
        </msub> 
        <mi>
          g 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msqrt> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <msup> 
       <mi>
         r 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mfrac> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </mfrac> 
       </mrow> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math>. (34)</p>
   <p>Integrating this equation with 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        r 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> gives</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        r 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </mfrac> 
      <mi>
        a 
      </mi> 
      <msup> 
       <mi>
         t 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msup> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         r 
       </mi> 
       <mo>
         ˙ 
       </mo> 
      </mover> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        a 
      </mi> 
      <mi>
        t 
      </mi> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mi>
        a 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           γ 
         </mi> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mn>
         7 
       </mn> 
      </mfrac> 
      <mi>
        g 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>. (35)</p>
   <p>in agreement with a result noted by Dick <xref ref-type="bibr" rid="scirp.144498-6">
     [6]
    </xref>. Hence</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        m 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mi>
         π 
       </mi> 
       <mn>
         6 
       </mn> 
      </mfrac> 
      <msub> 
       <mi>
         ρ 
       </mi> 
       <mtext>
         w 
       </mtext> 
      </msub> 
      <msup> 
       <mi>
         a 
       </mi> 
       <mn>
         3 
       </mn> 
      </msup> 
      <msup> 
       <mi>
         t 
       </mi> 
       <mn>
         6 
       </mn> 
      </msup> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         m 
       </mi> 
       <mo>
         ˙ 
       </mo> 
      </mover> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        π 
      </mi> 
      <msub> 
       <mi>
         ρ 
       </mi> 
       <mtext>
         w 
       </mtext> 
      </msub> 
      <msup> 
       <mi>
         a 
       </mi> 
       <mn>
         3 
       </mn> 
      </msup> 
      <msup> 
       <mi>
         t 
       </mi> 
       <mn>
         5 
       </mn> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math>. (36)</p>
   <p>Inserting this into Equation (2) gives the equation of motion of the droplet</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         h 
       </mi> 
       <mo>
         ¨ 
       </mo> 
      </mover> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mn>
         6 
       </mn> 
       <mi>
         t 
       </mi> 
      </mfrac> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         h 
       </mi> 
       <mo>
         ˙ 
       </mo> 
      </mover> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        g 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>. (37)</p>
   <p>The solution of this equation with the initial condition 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         h 
       </mi> 
       <mo>
         ˙ 
       </mo> 
      </mover> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> is that the velocity and acceleration of the droplet are</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         h 
       </mi> 
       <mo>
         ˙ 
       </mo> 
      </mover> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mi>
         g 
       </mi> 
       <mn>
         7 
       </mn> 
      </mfrac> 
      <mi>
        t 
      </mi> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         h 
       </mi> 
       <mo>
         ¨ 
       </mo> 
      </mover> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mi>
         g 
       </mi> 
       <mn>
         7 
       </mn> 
      </mfrac> 
     </mrow> 
    </math>. (38)</p>
   <p>The motion here is similar to that considered in Equation (10), with constant acceleration in both cases, although the rate of accretion is different. In the case considered in Equation (10) the mass is a linear function of the height which the droplet has fallen, and the acceleration of the droplet is 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mi>
         g 
       </mi> 
       <mo>
         / 
       </mo> 
       <mn>
         3 
       </mn> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, while in the present case the radius of the droplet is a linear function of the height, and the acceleration is 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mi>
         g 
       </mi> 
       <mo>
         / 
       </mo> 
       <mn>
         7 
       </mn> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
   <p>The study of falling, accreting droplets was followed up by B. F. Edwards, J. W. Wilder and E. E. Scime in 2001 in an article <xref ref-type="bibr" rid="scirp.144498-8">
     [8]
    </xref> with title “Dynamics of falling raindrops”, where they considered a raindrop which grows in size as it falls through a mist of suspended water droplets. Assuming that the rate of increase of the radius is proportional to the velocity of the droplet as in Equation (20) they wrote the equation of motion of the droplet in the form</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        r 
      </mi> 
      <mfrac> 
       <mtext>
         d 
       </mtext> 
       <mrow> 
        <mtext>
          d 
        </mtext> 
        <mi>
          r 
        </mi> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mover accent="true"> 
          <mi>
            h 
          </mi> 
          <mo>
            ˙ 
          </mo> 
         </mover> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mi>
         r 
       </mi> 
      </mfrac> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <mi>
          g 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           γ 
         </mi> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mn>
        7 
      </mn> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mover accent="true"> 
          <mi>
            h 
          </mi> 
          <mo>
            ˙ 
          </mo> 
         </mover> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mi>
         r 
       </mi> 
      </mfrac> 
     </mrow> 
    </math>, (39)</p>
   <p>They discussed the velocity radius-relationship of the droplets, but did not solve Equation (39). Introducing 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        y 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mover accent="true"> 
          <mi>
            h 
          </mi> 
          <mo>
            ˙ 
          </mo> 
         </mover> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mo>
         / 
       </mo> 
       <mi>
         r 
       </mi> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> and the boundary condition 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         h 
       </mi> 
       <mo>
         ˙ 
       </mo> 
      </mover> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           r 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>, one finds the solution</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         h 
       </mi> 
       <mo>
         ˙ 
       </mo> 
      </mover> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msqrt> 
       <mrow> 
        <msubsup> 
         <mi>
           v 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msubsup> 
        <msup> 
         <mrow> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mfrac> 
             <mrow> 
              <msub> 
               <mi>
                 r 
               </mi> 
               <mn>
                 1 
               </mn> 
              </msub> 
             </mrow> 
             <mi>
               r 
             </mi> 
            </mfrac> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mn>
           6 
         </mn> 
        </msup> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mi>
           g 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mn>
            7 
          </mn> 
          <msub> 
           <mi>
             γ 
           </mi> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
          </msub> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            r 
          </mi> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             r 
           </mi> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </msqrt> 
     </mrow> 
    </math>. (40)</p>
   <p>Differentiation with respect to time and use of Equation (23) gives the acceleration as a function of the radius</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         h 
       </mi> 
       <mo>
         ¨ 
       </mo> 
      </mover> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mi>
         g 
       </mi> 
       <mn>
         7 
       </mn> 
      </mfrac> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mn>
          6 
        </mn> 
        <msub> 
         <mi>
           γ 
         </mi> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
        </msub> 
        <msubsup> 
         <mi>
           v 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msubsup> 
        <msubsup> 
         <mi>
           r 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mn>
           6 
         </mn> 
        </msubsup> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           r 
         </mi> 
         <mn>
           7 
         </mn> 
        </msup> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
     </mrow> 
    </math>. (41)</p>
   <p>The droplet approaches a motion with a constant terminal acceleration 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline"> <mrow> 
      <msub> 
       <mover accent="true"> 
        <mi>
          h 
        </mi> 
        <mo>
          ¨ 
        </mo> 
       </mover> 
       <mrow> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mi>
         g 
       </mi> 
       <mo>
         / 
       </mo> 
       <mn>
         7 
       </mn> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
   <p>The authors confined their attention to spherical drops with radii 0.4 mm &lt; r &lt; 1.0 mm. Then, unless r is extremely close to 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         r 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>, the velocity of the drop is of the order 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         h 
       </mi> 
       <mo>
         ˙ 
       </mo> 
      </mover> 
      <mo>
        ~ 
      </mo> 
      <msqrt> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mi>
           g 
         </mi> 
         <mo>
           / 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mn>
            7 
          </mn> 
          <msub> 
           <mi>
             γ 
           </mi> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
          </msub> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </msqrt> 
      <mo>
        ≈ 
      </mo> 
      <mn>
        56 
      </mn> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mrow> 
       <mtext>
         m 
       </mtext> 
       <mo>
         / 
       </mo> 
       <mtext>
         s 
       </mtext> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> which is an unreasonably large velocity. Hence the approximation of neglecting air resistance is not realistic.</p>
   <p>In 2019 A. D. Sokal <xref ref-type="bibr" rid="scirp.144498-9">
     [9]
    </xref> revisited the problem of giving a description of falling raindrops accreting mass during the motion. He assumed that the rate of accretion is given by the general relationship</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         m 
       </mi> 
       <mo>
         ˙ 
       </mo> 
      </mover> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         λ 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          α 
        </mi> 
        <mi>
          β 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <msup> 
       <mi>
         m 
       </mi> 
       <mi>
         α 
       </mi> 
      </msup> 
      <msubsup> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          α 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mi>
            β 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
          A 
        </mtext> 
       </mrow> 
       <mi>
         β 
       </mi> 
      </msubsup> 
     </mrow> 
    </math>, no summation, (42)</p>
   <p>where 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        α 
      </mi> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mi>
        β 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math> are dimensionless constants, and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         λ 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          α 
        </mi> 
        <mi>
          β 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> is measured in 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mrow> 
        <mtext>
          kg 
        </mtext> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mi>
          α 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msup> 
      <mo>
        ⋅ 
      </mo> 
      <msup> 
       <mtext>
         m 
       </mtext> 
       <mrow> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mi>
          β 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msup> 
      <mo>
        ⋅ 
      </mo> 
      <msup> 
       <mtext>
         s 
       </mtext> 
       <mrow> 
        <mi>
          β 
        </mi> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math>. For 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        β 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        2 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> we have 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         λ 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          α 
        </mi> 
        <mi>
          β 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         λ 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          α 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> where 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         λ 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          α 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> is given in Equation (11).</p>
   <p>It may be noted <xref ref-type="bibr" rid="scirp.144498-9">
     [9]
    </xref> that 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        α 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
       <mo>
         / 
       </mo> 
       <mn>
         3 
       </mn> 
      </mrow> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mi>
        β 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> corresponds to growth of the raindrop proportional to the surface area, and that 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        α 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
       <mo>
         / 
       </mo> 
       <mn>
         3 
       </mn> 
      </mrow> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mi>
        β 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        2 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> corresponds to growth of the raindrop proportional to the volume swept out by the drop along the path, which was considered above in Equations (25)-(33), leading to a constant acceleration 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mi>
         g 
       </mi> 
       <mo>
         / 
       </mo> 
       <mn>
         7 
       </mn> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> for the drop.</p>
   <p>It may be noted from Equation (5) that the requirement that a vanishing acceleration shall lead to a constant terminal velocity is that 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mi>
         m 
       </mi> 
       <mo>
         / 
       </mo> 
       <mover accent="true"> 
        <mi>
          m 
        </mi> 
        <mo>
          ˙ 
        </mo> 
       </mover> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mtext>
        constant 
      </mtext> 
     </mrow> 
    </math>, which corresponds to the case 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          α 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mi>
          β 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>. Putting</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         m 
       </mi> 
       <mo>
         ˙ 
       </mo> 
      </mover> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         λ 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mn>
          11 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mi>
        m 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math> (43)</p>
   <p>Into Equation (5) gives the terminal velocity</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          11 
        </mn> 
        <mtext>
          AT 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mi>
         g 
       </mi> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           λ 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mtext>
              
          </mtext> 
          <mn>
            11 
          </mn> 
         </mrow> 
        </msub> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
     </mrow> 
    </math>. (44)</p>
   <p>The value of 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         λ 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          11 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> can be estimated by assuming that the rate of change of the droplet’s mass due to accretion with Equation (43) is equal to the rate with Equation (13) for a certain velocity 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          12 
        </mn> 
        <mi>
          m 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>. Then Equation (11) gives</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         λ 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          11 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         λ 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          12 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          12 
        </mn> 
        <mtext>
          A 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>. (45)</p>
   <p>With the value 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         λ 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          12 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        2.1 
      </mn> 
      <mo>
        × 
      </mo> 
      <msup> 
       <mrow> 
        <mn>
          10 
        </mn> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mn>
          3 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msup> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <msup> 
       <mtext>
         m 
       </mtext> 
       <mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math>, and for a typical droplet velocity a hundred meters below its starting point, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          12 
        </mn> 
        <mtext>
          A 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        30 
      </mn> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mrow> 
       <mtext>
         m 
       </mtext> 
       <mo>
         / 
       </mo> 
       <mtext>
         s 
       </mtext> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, this gives 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         λ 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          11 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        6.3 
      </mn> 
      <mo>
        × 
      </mo> 
      <msup> 
       <mrow> 
        <mn>
          10 
        </mn> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msup> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <msup> 
       <mtext>
         s 
       </mtext> 
       <mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          11 
        </mn> 
        <mtext>
          AT 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        156 
      </mn> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mrow> 
       <mtext>
         m 
       </mtext> 
       <mo>
         / 
       </mo> 
       <mtext>
         s 
       </mtext> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
   <p>Solving Equation (42) gives an exponential increase of the mass of the drop,</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        m 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msup> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
       <mrow> 
        <mfrac> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             T 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msub> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
       </mrow> 
      </msup> 
      <msub> 
       <mi>
         m 
       </mi> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </msub> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <msub> 
       <mi>
         T 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mi>
          ln 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           λ 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mtext>
              
          </mtext> 
          <mn>
            11 
          </mn> 
         </mrow> 
        </msub> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           v 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mtext>
            AT 
          </mtext> 
         </mrow> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mi>
         g 
       </mi> 
      </mfrac> 
      <mi>
        ln 
      </mi> 
      <mn>
        2 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>, (46)</p>
   <p>where 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         m 
       </mi> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        m 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         T 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> is the time taken to double the mass of the drop. This rate of accretion can only be realized under very special circumstances for a brief time 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        t 
      </mi> 
      <mo>
        ≪ 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         T 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>. Putting Equation (43) into the equation of motion (4) of the droplet gives</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mover accent="true"> 
        <mi>
          v 
        </mi> 
        <mo>
          ˙ 
        </mo> 
       </mover> 
       <mrow> 
        <mn>
          11 
        </mn> 
        <mtext>
          A 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        g 
      </mi> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         λ 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mn>
          11 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          11 
        </mn> 
        <mtext>
          A 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>. (47)</p>
   <p>Solving this with the initial condition 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          11 
        </mn> 
        <mtext>
          A 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> gives</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          11 
        </mn> 
        <mtext>
          A 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          11 
        </mn> 
        <mtext>
          AT 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <msup> 
         <mtext>
           e 
         </mtext> 
         <mrow> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             λ 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mn>
              11 
            </mn> 
           </mrow> 
          </msub> 
          <mi>
            t 
          </mi> 
         </mrow> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>. (48)</p>
   <p>where 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          11 
        </mn> 
        <mtext>
          AT 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> is given in Equation (44). This shows that the velocity 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          11 
        </mn> 
        <mi>
          m 
        </mi> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> is only obtained as a limit in the far future. Using Equation (44) and that 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          11 
        </mn> 
        <mi>
          m 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mover accent="true"> 
        <mi>
          h 
        </mi> 
        <mo>
          ˙ 
        </mo> 
       </mover> 
       <mrow> 
        <mn>
          11 
        </mn> 
        <mi>
          m 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>, and integrating Equation (48) with the initial condition 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         h 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          11 
        </mn> 
        <mi>
          m 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>, we get</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         h 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mtext>
          11A 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <msubsup> 
         <mi>
           v 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mn>
            11 
          </mn> 
          <mtext>
            AT 
          </mtext> 
         </mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msubsup> 
       </mrow> 
       <mi>
         g 
       </mi> 
      </mfrac> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <msup> 
         <mtext>
           e 
         </mtext> 
         <mrow> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             λ 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mn>
              11 
            </mn> 
           </mrow> 
          </msub> 
          <mi>
            t 
          </mi> 
         </mrow> 
        </msup> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>. (49)</p>
   <p>Equations (48) and (49) gives the height-velocity relation</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         h 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          11 
        </mn> 
        <mtext>
          A 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <msubsup> 
         <mi>
           v 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mn>
            11 
          </mn> 
          <mtext>
            AT 
          </mtext> 
         </mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msubsup> 
       </mrow> 
       <mi>
         g 
       </mi> 
      </mfrac> 
      <mrow> 
       <mo>
         [ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             v 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mn>
              11 
            </mn> 
            <mtext>
              A 
            </mtext> 
           </mrow> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             v 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mn>
              11 
            </mn> 
            <mtext>
              AT 
            </mtext> 
           </mrow> 
          </msub> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mi>
          ln 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               v 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mn>
                11 
              </mn> 
              <mtext>
                A 
              </mtext> 
             </mrow> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               v 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mn>
                11 
              </mn> 
              <mtext>
                AT 
              </mtext> 
             </mrow> 
            </msub> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         ] 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>. (50)</p>
   <p>This is plotted with 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          11 
        </mn> 
        <mtext>
          A 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> as a function of 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         h 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          11 
        </mn> 
        <mtext>
          A 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> in <xref ref-type="fig" rid="fig1">
     Figure 1
    </xref>.</p>
   <fig-group id="fig1" position="float">
    <fig id="fig1" position="float">
     <label>Figure 1</label>
     <caption>
      <title>Figure 1. In the upper part of the figure the velocity v 11A given in Equation (48) plotted as a function of h 11A . The lower figure shows a magnified part of the curve in order to read off v 11A ( 1 )=4.36 m/s with sufficient accuracy to make a comparison with the free fall velocity v( 1 )=4.43 m/s .--Figure 1. In the upper part of the figure the velocity v 11A given in Equation (48) plotted as a function of h 11A . The lower figure shows a magnified part of the curve in order to read off v 11A ( 1 )=4.36 m/s with sufficient accuracy to make a comparison with the free fall velocity v( 1 )=4.43 m/s .</title>
     </caption>
     <graphic mimetype="image" position="float" xlink:type="simple" xlink:href="https://html.scirp.org/file/1724198-rId352.jpeg?20250731110512" />
    </fig>
    <fig id="fig1" position="float">
     <label>Figure 1</label>
     <caption>
      <title>Figure 1. In the upper part of the figure the velocity v 11A given in Equation (48) plotted as a function of h 11A . The lower figure shows a magnified part of the curve in order to read off v 11A ( 1 )=4.36 m/s with sufficient accuracy to make a comparison with the free fall velocity v( 1 )=4.43 m/s .--Figure 1. In the upper part of the figure the velocity v 11A given in Equation (48) plotted as a function of h 11A . The lower figure shows a magnified part of the curve in order to read off v 11A ( 1 )=4.36 m/s with sufficient accuracy to make a comparison with the free fall velocity v( 1 )=4.43 m/s .</title>
     </caption>
     <graphic mimetype="image" position="float" xlink:type="simple" xlink:href="https://html.scirp.org/file/1724198-rId353.jpeg?20250731110512" />
    </fig>
   </fig-group>
   <p>It may be noted that in this case the motion is close to free fall, where 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mtext>
          FF 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msqrt> 
       <mrow> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <mi>
          g 
        </mi> 
        <mi>
          h 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msqrt> 
     </mrow> 
    </math>, which gives 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        v 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        4.43 
      </mn> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mrow> 
       <mtext>
         m 
       </mtext> 
       <mo>
         / 
       </mo> 
       <mtext>
         s 
       </mtext> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        v 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mn>
          10 
        </mn> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        14.0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>, while it is seen from the graph in <xref ref-type="fig" rid="fig1">
     Figure 1
    </xref> that 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          11 
        </mn> 
        <mtext>
          A 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        4.36 
      </mn> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mrow> 
       <mtext>
         m 
       </mtext> 
       <mo>
         / 
       </mo> 
       <mtext>
         s 
       </mtext> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          11 
        </mn> 
        <mtext>
          A 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mn>
          10 
        </mn> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        12.1 
      </mn> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mrow> 
       <mtext>
         m 
       </mtext> 
       <mo>
         / 
       </mo> 
       <mtext>
         s 
       </mtext> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>. The reason for this is that in this region 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         λ 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          11 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          11 
        </mn> 
        <mtext>
          A 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        ≪ 
      </mo> 
      <mi>
        g 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math> in Equation (45) because the velocity is much smaller than the terminal velocity, 156 m/s.</p>
   <p>Let us look at the motion during the first moments when 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          11 
        </mn> 
        <mtext>
          A 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        ≪ 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          11 
        </mn> 
        <mtext>
          AT 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>. Making a series expansion of the expression (50) to 2. order in 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           v 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mn>
            11 
          </mn> 
          <mtext>
            A 
          </mtext> 
         </mrow> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         / 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           v 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mn>
            11 
          </mn> 
          <mtext>
            AT 
          </mtext> 
         </mrow> 
        </msub> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> and using Equation (42) gives</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          11 
        </mn> 
        <mtext>
          A 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        ≈ 
      </mo> 
      <msqrt> 
       <mrow> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <msub> 
         <mi>
           λ 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mn>
            11 
          </mn> 
         </mrow> 
        </msub> 
        <msub> 
         <mi>
           v 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mn>
            11 
          </mn> 
          <mtext>
            AT 
          </mtext> 
         </mrow> 
        </msub> 
        <mi>
          h 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msqrt> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msqrt> 
       <mrow> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <mi>
          g 
        </mi> 
        <mi>
          h 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msqrt> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mtext>
          FF 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>, (51)</p>
   <p>corresponding to free fall motion with constant acceleration g, as is also seen from Equation (47) in this approximation.</p>
   <p>We now go back to the general case with unspecified values of 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       α 
     </mi> 
    </math> and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       β 
     </mi> 
    </math> in Equation (42). Using the chain rule for differentiation,</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mover accent="true"> 
        <mi>
          v 
        </mi> 
        <mo>
          ˙ 
        </mo> 
       </mover> 
       <mrow> 
        <mi>
          α 
        </mi> 
        <mi>
          β 
        </mi> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
          A 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mtext>
          d 
        </mtext> 
        <msub> 
         <mi>
           v 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mi>
            α 
          </mi> 
          <mi>
            β 
          </mi> 
          <mtext>
              
          </mtext> 
          <mtext>
            A 
          </mtext> 
         </mrow> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mtext>
          d 
        </mtext> 
        <mi>
          m 
        </mi> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         m 
       </mi> 
       <mo>
         ˙ 
       </mo> 
      </mover> 
     </mrow> 
    </math>, (52)</p>
   <p>Sokal <xref ref-type="bibr" rid="scirp.144498-8">
     [8]
    </xref> noted that Equation (2) with the assumption (42) takes the form</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msubsup> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          α 
        </mi> 
        <mi>
          β 
        </mi> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mi>
          m 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mi>
         β 
       </mi> 
      </msubsup> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mtext>
          d 
        </mtext> 
        <msub> 
         <mi>
           v 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mi>
            α 
          </mi> 
          <mi>
            β 
          </mi> 
          <mtext>
              
          </mtext> 
          <mi>
            m 
          </mi> 
         </mrow> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mtext>
          d 
        </mtext> 
        <mi>
          m 
        </mi> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <msubsup> 
         <mi>
           v 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mi>
            α 
          </mi> 
          <mi>
            β 
          </mi> 
          <mtext>
              
          </mtext> 
          <mi>
            m 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mi>
           β 
         </mi> 
        </msubsup> 
       </mrow> 
       <mi>
         m 
       </mi> 
      </mfrac> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mi>
         g 
       </mi> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           λ 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mi>
            α 
          </mi> 
          <mi>
            β 
          </mi> 
         </mrow> 
        </msub> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <msup> 
       <mi>
         m 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mi>
          α 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math> (53)</p>
   <p>Making the substitution 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        w 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msubsup> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          α 
        </mi> 
        <mi>
          β 
        </mi> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
          A 
        </mtext> 
       </mrow> 
       <mi>
         β 
       </mi> 
      </msubsup> 
     </mrow> 
    </math> the equation takes the form</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mtext>
          d 
        </mtext> 
        <mi>
          w 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mtext>
          d 
        </mtext> 
        <mi>
          m 
        </mi> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mi>
         β 
       </mi> 
       <mi>
         m 
       </mi> 
      </mfrac> 
      <mi>
        w 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mi>
          β 
        </mi> 
        <mi>
          g 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           λ 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mi>
            α 
          </mi> 
          <mi>
            β 
          </mi> 
         </mrow> 
        </msub> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <msup> 
       <mi>
         m 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mi>
          α 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math>. (54)</p>
   <p>He solved this first order linear differential equation for 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          α 
        </mi> 
        <mi>
          β 
        </mi> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mi>
          m 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         m 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> with the initial condition that 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          α 
        </mi> 
        <mi>
          β 
        </mi> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
          A 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           m 
         </mi> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> and found</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          α 
        </mi> 
        <mi>
          β 
        </mi> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
          A 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        K 
      </mi> 
      <msup> 
       <mi>
         m 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mi>
            α 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mi>
           β 
         </mi> 
        </mfrac> 
       </mrow> 
      </msup> 
      <msup> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           [ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <msup> 
           <mrow> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mrow> 
               <mrow> 
                <msub> 
                 <mi>
                   m 
                 </mi> 
                 <mn>
                   0 
                 </mn> 
                </msub> 
               </mrow> 
               <mo>
                 / 
               </mo> 
               <mi>
                 m 
               </mi> 
              </mrow> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
            <mi>
              β 
            </mi> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mi>
              α 
            </mi> 
           </mrow> 
          </msup> 
         </mrow> 
         <mo>
           ] 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mfrac> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mi>
           β 
         </mi> 
        </mfrac> 
       </mrow> 
      </msup> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mi>
        K 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msup> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mfrac> 
           <mi>
             β 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
            <mi>
              β 
            </mi> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mi>
              α 
            </mi> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
          <mfrac> 
           <mi>
             g 
           </mi> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               λ 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mi>
                α 
              </mi> 
              <mi>
                β 
              </mi> 
             </mrow> 
            </msub> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mfrac> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mi>
           β 
         </mi> 
        </mfrac> 
       </mrow> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math>. (55)</p>
   <p>Differentiating this expression for the velocity with respect to time and using Equation (40) gives the acceleration</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         a 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          α 
        </mi> 
        <mi>
          β 
        </mi> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mi>
          m 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mrow> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mi>
          β 
        </mi> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mi>
          α 
        </mi> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mrow> 
       <mo>
         [ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mi>
          α 
        </mi> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mi>
          β 
        </mi> 
        <msup> 
         <mrow> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mfrac> 
             <mrow> 
              <msub> 
               <mi>
                 m 
               </mi> 
               <mn>
                 0 
               </mn> 
              </msub> 
             </mrow> 
             <mi>
               m 
             </mi> 
            </mfrac> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mi>
            β 
          </mi> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mi>
            α 
          </mi> 
         </mrow> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mo>
         ] 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mi>
        g 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>. (56)</p>
   <p>If the initial mass of the drop is so small that it can be neglected, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         m 
       </mi> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>, the droplet has a constant acceleration</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         a 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          α 
        </mi> 
        <mi>
          β 
        </mi> 
        <mtext>
          A 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mi>
          α 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mi>
          β 
        </mi> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mi>
          α 
        </mi> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mi>
        g 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>. (57)</p>
   <p>It may be noted that in this case there will be a terminal velocity with vanishing acceleration only if 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        α 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> which was described in Equations (12)-(20) for the case 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        β 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        2 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> and Equations (43)-(51) for 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        β 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
   <p>Inserting 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        α 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
       <mo>
         / 
       </mo> 
       <mn>
         3 
       </mn> 
      </mrow> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mi>
        β 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> into Equations (55) and (56) give respectively</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
           <mo>
             / 
           </mo> 
           <mn>
             3 
           </mn> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mtext>
          A 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mn>
         3 
       </mn> 
       <mn>
         4 
       </mn> 
      </mfrac> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           m 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mfrac> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
           <mn>
             3 
           </mn> 
          </mfrac> 
         </mrow> 
        </msup> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <msubsup> 
           <mi>
             m 
           </mi> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
           <mrow> 
            <mrow> 
             <mn>
               4 
             </mn> 
             <mo>
               / 
             </mo> 
             <mn>
               3 
             </mn> 
            </mrow> 
           </mrow> 
          </msubsup> 
         </mrow> 
         <mi>
           m 
         </mi> 
        </mfrac> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mfrac> 
       <mi>
         g 
       </mi> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           λ 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mrow> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
             <mo>
               / 
             </mo> 
             <mn>
               3 
             </mn> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </mrow> 
        </msub> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <msub> 
       <mi>
         a 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mtext>
          A 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         [ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mn>
          3 
        </mn> 
        <msup> 
         <mrow> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mfrac> 
             <mrow> 
              <msub> 
               <mi>
                 m 
               </mi> 
               <mn>
                 0 
               </mn> 
              </msub> 
             </mrow> 
             <mi>
               m 
             </mi> 
            </mfrac> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mrow> 
           <mn>
             4 
           </mn> 
           <mo>
             / 
           </mo> 
           <mn>
             3 
           </mn> 
          </mrow> 
         </mrow> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mo>
         ] 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mfrac> 
       <mi>
         g 
       </mi> 
       <mn>
         4 
       </mn> 
      </mfrac> 
     </mrow> 
    </math>. (58)</p>
   <p>In this case Equation (42) gives</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        m 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msup> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msubsup> 
           <mi>
             m 
           </mi> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
           <mrow> 
            <mrow> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
             <mo>
               / 
             </mo> 
             <mn>
               3 
             </mn> 
            </mrow> 
           </mrow> 
          </msubsup> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               λ 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ( 
               </mo> 
               <mrow> 
                <mrow> 
                 <mn>
                   2 
                 </mn> 
                 <mo>
                   / 
                 </mo> 
                 <mn>
                   3 
                 </mn> 
                </mrow> 
               </mrow> 
               <mo>
                 ) 
               </mo> 
              </mrow> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
             </mrow> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mn>
             3 
           </mn> 
          </mfrac> 
          <mi>
            t 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mn>
         3 
       </mn> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math>, (59)</p>
   <p>and hence,</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable columnalign="left"> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <msub> 
         <mi>
           v 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mrow> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
             <mo>
               / 
             </mo> 
             <mn>
               3 
             </mn> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mtext>
            A 
          </mtext> 
         </mrow> 
        </msub> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mi>
           g 
         </mi> 
         <mn>
           4 
         </mn> 
        </mfrac> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <mn>
            3 
          </mn> 
          <mi>
            g 
          </mi> 
          <msubsup> 
           <mi>
             m 
           </mi> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
           <mrow> 
            <mrow> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
             <mo>
               / 
             </mo> 
             <mn>
               3 
             </mn> 
            </mrow> 
           </mrow> 
          </msubsup> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mn>
            4 
          </mn> 
          <msub> 
           <mi>
             λ 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mrow> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
               <mo>
                 / 
               </mo> 
               <mn>
                 3 
               </mn> 
              </mrow> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
           </mrow> 
          </msub> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
        <mrow> 
         <mo>
           [ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <msup> 
           <mrow> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
              <mo>
                + 
              </mo> 
              <mfrac> 
               <mrow> 
                <msub> 
                 <mi>
                   λ 
                 </mi> 
                 <mrow> 
                  <mrow> 
                   <mo>
                     ( 
                   </mo> 
                   <mrow> 
                    <mrow> 
                     <mn>
                       2 
                     </mn> 
                     <mo>
                       / 
                     </mo> 
                     <mn>
                       3 
                     </mn> 
                    </mrow> 
                   </mrow> 
                   <mo>
                     ) 
                   </mo> 
                  </mrow> 
                  <mn>
                    1 
                  </mn> 
                 </mrow> 
                </msub> 
               </mrow> 
               <mrow> 
                <mn>
                  3 
                </mn> 
                <msubsup> 
                 <mi>
                   m 
                 </mi> 
                 <mn>
                   0 
                 </mn> 
                 <mrow> 
                  <mrow> 
                   <mn>
                     1 
                   </mn> 
                   <mo>
                     / 
                   </mo> 
                   <mn>
                     3 
                   </mn> 
                  </mrow> 
                 </mrow> 
                </msubsup> 
               </mrow> 
              </mfrac> 
              <mi>
                t 
              </mi> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mn>
              4 
            </mn> 
           </mrow> 
          </msup> 
         </mrow> 
         <mo>
           ] 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <msub> 
         <mi>
           a 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mrow> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
             <mo>
               / 
             </mo> 
             <mn>
               3 
             </mn> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mtext>
            A 
          </mtext> 
         </mrow> 
        </msub> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mi>
           g 
         </mi> 
         <mn>
           4 
         </mn> 
        </mfrac> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mi>
          g 
        </mi> 
        <msup> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mfrac> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                λ 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ( 
                </mo> 
                <mrow> 
                 <mrow> 
                  <mn>
                    2 
                  </mn> 
                  <mo>
                    / 
                  </mo> 
                  <mn>
                    3 
                  </mn> 
                 </mrow> 
                </mrow> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
               <mn>
                 1 
               </mn> 
              </mrow> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <mn>
               3 
             </mn> 
             <msubsup> 
              <mi>
                m 
              </mi> 
              <mn>
                0 
              </mn> 
              <mrow> 
               <mrow> 
                <mn>
                  1 
                </mn> 
                <mo>
                  / 
                </mo> 
                <mn>
                  3 
                </mn> 
               </mrow> 
              </mrow> 
             </msubsup> 
            </mrow> 
           </mfrac> 
           <mi>
             t 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mn>
            5 
          </mn> 
         </mrow> 
        </msup> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <msub> 
         <mi>
           m 
         </mi> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
        </msub> 
        <mo>
          ≠ 
        </mo> 
        <mn>
          0. 
        </mn> 
       </mtd> 
      </mtr> 
     </mtable> 
    </math> (60)</p>
   <p>With 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         m 
       </mi> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> Equations (59) and (60) give</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        m 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msup> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               λ 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ( 
               </mo> 
               <mrow> 
                <mrow> 
                 <mn>
                   2 
                 </mn> 
                 <mo>
                   / 
                 </mo> 
                 <mn>
                   3 
                 </mn> 
                </mrow> 
               </mrow> 
               <mo>
                 ) 
               </mo> 
              </mrow> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
             </mrow> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mn>
             3 
           </mn> 
          </mfrac> 
          <mi>
            t 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mn>
         3 
       </mn> 
      </msup> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
           <mo>
             / 
           </mo> 
           <mn>
             3 
           </mn> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mtext>
          A 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mi>
         g 
       </mi> 
       <mn>
         4 
       </mn> 
      </mfrac> 
      <mi>
        t 
      </mi> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <msub> 
       <mi>
         a 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
           <mo>
             / 
           </mo> 
           <mn>
             3 
           </mn> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mi>
          m 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mi>
         g 
       </mi> 
       <mn>
         4 
       </mn> 
      </mfrac> 
     </mrow> 
    </math>. (61)</p>
   <p>Inserting 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        α 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
       <mo>
         / 
       </mo> 
       <mn>
         3 
       </mn> 
      </mrow> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mi>
        β 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        2 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> into Equations (55) and (56) gives</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
           <mo>
             / 
           </mo> 
           <mn>
             3 
           </mn> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <mtext>
          A 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msup> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           [ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mfrac> 
           <mn>
             6 
           </mn> 
           <mn>
             7 
           </mn> 
          </mfrac> 
          <mfrac> 
           <mi>
             g 
           </mi> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               λ 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ( 
               </mo> 
               <mrow> 
                <mrow> 
                 <mn>
                   2 
                 </mn> 
                 <mo>
                   / 
                 </mo> 
                 <mn>
                   3 
                 </mn> 
                </mrow> 
               </mrow> 
               <mo>
                 ) 
               </mo> 
              </mrow> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </mrow> 
            </msub> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msup> 
             <mi>
               m 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mfrac> 
               <mn>
                 1 
               </mn> 
               <mn>
                 3 
               </mn> 
              </mfrac> 
             </mrow> 
            </msup> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mfrac> 
             <mrow> 
              <msubsup> 
               <mi>
                 m 
               </mi> 
               <mn>
                 0 
               </mn> 
               <mrow> 
                <mrow> 
                 <mn>
                   7 
                 </mn> 
                 <mo>
                   / 
                 </mo> 
                 <mn>
                   3 
                 </mn> 
                </mrow> 
               </mrow> 
              </msubsup> 
             </mrow> 
             <mrow> 
              <msup> 
               <mi>
                 m 
               </mi> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
              </msup> 
             </mrow> 
            </mfrac> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mo>
           ] 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mo>
           / 
         </mo> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </msup> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <msub> 
       <mi>
         a 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
           <mo>
             / 
           </mo> 
           <mn>
             3 
           </mn> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <mtext>
          A 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         [ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mn>
          6 
        </mn> 
        <msup> 
         <mrow> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mfrac> 
             <mrow> 
              <msub> 
               <mi>
                 m 
               </mi> 
               <mn>
                 0 
               </mn> 
              </msub> 
             </mrow> 
             <mi>
               m 
             </mi> 
            </mfrac> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mrow> 
           <mn>
             7 
           </mn> 
           <mo>
             / 
           </mo> 
           <mn>
             3 
           </mn> 
          </mrow> 
         </mrow> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mo>
         ] 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mfrac> 
       <mi>
         g 
       </mi> 
       <mn>
         7 
       </mn> 
      </mfrac> 
     </mrow> 
    </math>. (62)</p>
   <p>In this case Equation (42) takes the form</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         m 
       </mi> 
       <mo>
         ˙ 
       </mo> 
      </mover> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         λ 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
           <mo>
             / 
           </mo> 
           <mn>
             3 
           </mn> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <msup> 
       <mi>
         m 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
         <mo>
           / 
         </mo> 
         <mn>
           3 
         </mn> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </msup> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
           <mo>
             / 
           </mo> 
           <mn>
             3 
           </mn> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <mtext>
          A 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>. (63)</p>
   <p>Inserting the expression (62) for the velocity gives a differential equation which cannot be solved analytically in terms of elementary functions. However, with 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         m 
       </mi> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> in Equation (62), integration of Equation (63) gives</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        m 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msup> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               λ 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ( 
               </mo> 
               <mrow> 
                <mrow> 
                 <mn>
                   2 
                 </mn> 
                 <mo>
                   / 
                 </mo> 
                 <mn>
                   3 
                 </mn> 
                </mrow> 
               </mrow> 
               <mo>
                 ) 
               </mo> 
              </mrow> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </mrow> 
            </msub> 
            <mi>
              g 
            </mi> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <mn>
              42 
            </mn> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mn>
         3 
       </mn> 
      </msup> 
      <msup> 
       <mi>
         t 
       </mi> 
       <mn>
         6 
       </mn> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math>, (64)</p>
   <p>and then the expressions (60) for the velocity and acceleration of the droplet reduce to</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
           <mo>
             / 
           </mo> 
           <mn>
             3 
           </mn> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <mtext>
          A 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mi>
         g 
       </mi> 
       <mn>
         7 
       </mn> 
      </mfrac> 
      <mi>
        t 
      </mi> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <msub> 
       <mi>
         a 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
           <mo>
             / 
           </mo> 
           <mn>
             3 
           </mn> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <mtext>
          A 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mi>
         g 
       </mi> 
       <mn>
         7 
       </mn> 
      </mfrac> 
     </mrow> 
    </math>. (65)</p>
   <p>Similar results were obtained by C. E. Mungan <xref ref-type="bibr" rid="scirp.144498-10">
     [10]
    </xref> by using the momentum of the droplet as a dependent variable.</p>
   <p>Finally in the case 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        α 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mi>
        β 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> Equations (55) and (56) take the form</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          11 
        </mn> 
        <mi>
          m 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mi>
         g 
       </mi> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           λ 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mn>
            11 
          </mn> 
         </mrow> 
        </msub> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             m 
           </mi> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mi>
           m 
         </mi> 
        </mfrac> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <msub> 
       <mi>
         a 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          11 
        </mn> 
        <mi>
          m 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           m 
         </mi> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mi>
         m 
       </mi> 
      </mfrac> 
      <mi>
        g 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>. (66)</p>
   <p>Russell Herman has written a very nice chapter on the fall of raindrops <xref ref-type="bibr" rid="scirp.144498-11">
     [11]
    </xref>, developing further the results in <xref ref-type="bibr" rid="scirp.144498-8">
     [8]
    </xref> and <xref ref-type="bibr" rid="scirp.144498-9">
     [9]
    </xref>, taking air drag into consideration.</p>
   <p>Herman suggested that it is more natural to make the radius the dynamic variable than the mass, and assumed the accretion rate to take the form</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         r 
       </mi> 
       <mo>
         ˙ 
       </mo> 
      </mover> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         γ 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          μ 
        </mi> 
        <mi>
          ν 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <msup> 
       <mi>
         r 
       </mi> 
       <mi>
         μ 
       </mi> 
      </msup> 
      <msubsup> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          α 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mi>
            ν 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mtext>
          A 
        </mtext> 
       </mrow> 
       <mi>
         ν 
       </mi> 
      </msubsup> 
     </mrow> 
    </math>, no summation (67)</p>
   <p>It follows from Equations (40) and (65) that</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         m 
       </mi> 
       <mo>
         ˙ 
       </mo> 
      </mover> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        4 
      </mn> 
      <mi>
        π 
      </mi> 
      <msub> 
       <mi>
         ρ 
       </mi> 
       <mtext>
         w 
       </mtext> 
      </msub> 
      <msup> 
       <mi>
         r 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msup> 
      <msub> 
       <mi>
         γ 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          μ 
        </mi> 
        <mi>
          β 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <msup> 
       <mi>
         r 
       </mi> 
       <mi>
         μ 
       </mi> 
      </msup> 
      <msubsup> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mi>
            β 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mi>
          m 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mi>
         β 
       </mi> 
      </msubsup> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         λ 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          α 
        </mi> 
        <mi>
          β 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <msup> 
       <mi>
         m 
       </mi> 
       <mi>
         α 
       </mi> 
      </msup> 
      <msubsup> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mi>
            β 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mi>
          m 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mi>
         β 
       </mi> 
      </msubsup> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         λ 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          α 
        </mi> 
        <mi>
          β 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <msup> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <mn>
              4 
            </mn> 
            <mi>
              π 
            </mi> 
           </mrow> 
           <mn>
             3 
           </mn> 
          </mfrac> 
          <msub> 
           <mi>
             ρ 
           </mi> 
           <mtext>
             w 
           </mtext> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mi>
         α 
       </mi> 
      </msup> 
      <msup> 
       <mi>
         r 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          3 
        </mn> 
        <mi>
          α 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msup> 
      <msubsup> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mi>
            β 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mi>
          m 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mi>
         β 
       </mi> 
      </msubsup> 
     </mrow> 
    </math>, (68)</p>
   <p>showing that 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        μ 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        3 
      </mn> 
      <mi>
        α 
      </mi> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mn>
        2 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>, or</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        α 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mn>
         3 
       </mn> 
      </mfrac> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          μ 
        </mi> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>. (69)</p>
   <p>This means that if the first lower index of the velocity is taken from Equation (67), one must use the prescript</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline"> <mrow> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         r 
       </mi> 
       <mo>
         ˙ 
       </mo> 
      </mover> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         γ 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          μ 
        </mi> 
        <mi>
          ν 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <msup> 
       <mi>
         r 
       </mi> 
       <mi>
         μ 
       </mi> 
      </msup> 
      <msubsup> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           [ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mrow> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
             <mo>
               / 
             </mo> 
             <mn>
               3 
             </mn> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mi>
              μ 
            </mi> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mo>
           ] 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mi>
            ν 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mtext>
          A 
        </mtext> 
       </mrow> 
       <mi>
         ν 
       </mi> 
      </msubsup> 
     </mrow> 
    </math>, (70)</p>
   <p>in order to have a notation consistent with that used in connection with Equation (42), and meaning that 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         r 
       </mi> 
       <mo>
         ˙ 
       </mo> 
      </mover> 
      <mo>
        ∝ 
      </mo> 
      <msup> 
       <mi>
         r 
       </mi> 
       <mi>
         μ 
       </mi> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math> corresponds to 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         m 
       </mi> 
       <mo>
         ˙ 
       </mo> 
      </mover> 
      <mo>
        ∝ 
      </mo> 
      <msup> 
       <mi>
         m 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mrow> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
           <mo>
             / 
           </mo> 
           <mn>
             3 
           </mn> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            μ 
          </mi> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math>. Hence, for example 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        α 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
       <mo>
         / 
       </mo> 
       <mn>
         3 
       </mn> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        μ 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> represent the same physical situation, which is also the case for 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        α 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        μ 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>. Furthermore Equation (68) gives</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         λ 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           [ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mfrac> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
           <mn>
             3 
           </mn> 
          </mfrac> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
            <mi>
              μ 
            </mi> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mo>
           ] 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mi>
          β 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        3 
      </mn> 
      <msup> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <mn>
              4 
            </mn> 
            <mi>
              π 
            </mi> 
           </mrow> 
           <mn>
             3 
           </mn> 
          </mfrac> 
          <msub> 
           <mi>
             ρ 
           </mi> 
           <mtext>
             w 
           </mtext> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mfrac> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mn>
           3 
         </mn> 
        </mfrac> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mi>
            μ 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </msup> 
      <msub> 
       <mi>
         γ 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          μ 
        </mi> 
        <mi>
          β 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>. (71)</p>
   <p>For 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        μ 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> this relationship takes the form</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         λ 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mi>
          β 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        3 
      </mn> 
      <msub> 
       <mi>
         γ 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mi>
          β 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>. (72)</p>
   <p>Note also the similarity of the relationship (71) for 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        μ 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> and that in Equation (27).</p>
   <p>This shows that with the assumption (65) the two cases considered above take the following forms:</p>
   <p>Herman further noted that with the accretion formula (67), the equation of motion (3) of a spherical accreting droplet falling without air resistance, takes the form</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mover accent="true"> 
        <mi>
          v 
        </mi> 
        <mo>
          ˙ 
        </mo> 
       </mover> 
       <mrow> 
        <mi>
          α 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mi>
            ν 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mtext>
          A 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        g 
      </mi> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mn>
        3 
      </mn> 
      <msub> 
       <mi>
         γ 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          μ 
        </mi> 
        <mi>
          ν 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <msup> 
       <mi>
         r 
       </mi> 
       <mi>
         μ 
       </mi> 
      </msup> 
      <msubsup> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          α 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mi>
            ν 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mtext>
          A 
        </mtext> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mi>
          ν 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msubsup> 
     </mrow> 
    </math>, (73)</p>
   <p>where 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       α 
     </mi> 
    </math> is given in Equation (69). He then considered the case 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        μ 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        ν 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>. Then 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         r 
       </mi> 
       <mo>
         ˙ 
       </mo> 
      </mover> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         γ 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          00 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>, which gives</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        r 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         r 
       </mi> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         γ 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          00 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mi>
        t 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>, (74)</p>
   <p>where 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         r 
       </mi> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> is the initial radius of the droplet. In this case Equation (73) reduces to</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mover accent="true"> 
        <mi>
          v 
        </mi> 
        <mo>
          ˙ 
        </mo> 
       </mover> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
           <mo>
             / 
           </mo> 
           <mn>
             3 
           </mn> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mtext>
          A 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mn>
          3 
        </mn> 
        <msub> 
         <mi>
           γ 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mn>
            00 
          </mn> 
         </mrow> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mi>
         r 
       </mi> 
      </mfrac> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
           <mo>
             / 
           </mo> 
           <mn>
             3 
           </mn> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mtext>
          A 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        g 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>. (75)</p>
   <p>Using that</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mover accent="true"> 
        <mi>
          v 
        </mi> 
        <mo>
          ˙ 
        </mo> 
       </mover> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
           <mo>
             / 
           </mo> 
           <mn>
             3 
           </mn> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mtext>
          A 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         γ 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          00 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mtext>
            d 
          </mtext> 
          <msub> 
           <mi>
             v 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mrow> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
               <mo>
                 / 
               </mo> 
               <mn>
                 3 
               </mn> 
              </mrow> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
            <mtext>
              A 
            </mtext> 
           </mrow> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           / 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mtext>
            d 
          </mtext> 
          <mi>
            r 
          </mi> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, (76)</p>
   <p>this equation takes the form</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mtext>
          d 
        </mtext> 
        <msub> 
         <mi>
           v 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mrow> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
             <mo>
               / 
             </mo> 
             <mn>
               3 
             </mn> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mtext>
            A 
          </mtext> 
         </mrow> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mtext>
          d 
        </mtext> 
        <mi>
          r 
        </mi> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mn>
         3 
       </mn> 
       <mi>
         r 
       </mi> 
      </mfrac> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
           <mo>
             / 
           </mo> 
           <mn>
             3 
           </mn> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mtext>
          A 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mi>
         g 
       </mi> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           γ 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mn>
            00 
          </mn> 
         </mrow> 
        </msub> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
     </mrow> 
    </math>. (77)</p>
   <p>Since</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mtext>
          d 
        </mtext> 
        <msub> 
         <mi>
           v 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mrow> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
             <mo>
               / 
             </mo> 
             <mn>
               3 
             </mn> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mtext>
            A 
          </mtext> 
         </mrow> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mtext>
          d 
        </mtext> 
        <mi>
          r 
        </mi> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mn>
         3 
       </mn> 
       <mi>
         r 
       </mi> 
      </mfrac> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
           <mo>
             / 
           </mo> 
           <mn>
             3 
           </mn> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mtext>
          A 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           r 
         </mi> 
         <mn>
           3 
         </mn> 
        </msup> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mfrac> 
       <mtext>
         d 
       </mtext> 
       <mrow> 
        <mtext>
          d 
        </mtext> 
        <mi>
          r 
        </mi> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           r 
         </mi> 
         <mn>
           3 
         </mn> 
        </msup> 
        <msub> 
         <mi>
           v 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mrow> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
             <mo>
               / 
             </mo> 
             <mn>
               3 
             </mn> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mtext>
            A 
          </mtext> 
         </mrow> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, (78)</p>
   <p>Equation (77) can be written in the form</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mfrac> 
       <mtext>
         d 
       </mtext> 
       <mrow> 
        <mtext>
          d 
        </mtext> 
        <mi>
          r 
        </mi> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           r 
         </mi> 
         <mn>
           3 
         </mn> 
        </msup> 
        <msub> 
         <mi>
           v 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mrow> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
             <mo>
               / 
             </mo> 
             <mn>
               3 
             </mn> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mi>
            m 
          </mi> 
         </mrow> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mi>
         g 
       </mi> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           γ 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mn>
            00 
          </mn> 
         </mrow> 
        </msub> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <msup> 
       <mi>
         r 
       </mi> 
       <mn>
         3 
       </mn> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math>. (79)</p>
   <p>Integration with 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
           <mo>
             / 
           </mo> 
           <mn>
             3 
           </mn> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mi>
          m 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           r 
         </mi> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> gives</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
           <mo>
             / 
           </mo> 
           <mn>
             3 
           </mn> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mtext>
          A 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mi>
         g 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          4 
        </mn> 
        <msub> 
         <mi>
           γ 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mn>
            00 
          </mn> 
         </mrow> 
        </msub> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mi>
        r 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         [ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <msup> 
         <mrow> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mfrac> 
             <mrow> 
              <msub> 
               <mi>
                 r 
               </mi> 
               <mn>
                 0 
               </mn> 
              </msub> 
             </mrow> 
             <mi>
               r 
             </mi> 
            </mfrac> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mn>
           4 
         </mn> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mo>
         ] 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>. (80)</p>
   <p>Inserting this into Equation (75) gives the acceleration</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mover accent="true"> 
        <mi>
          v 
        </mi> 
        <mo>
          ˙ 
        </mo> 
       </mover> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
           <mo>
             / 
           </mo> 
           <mn>
             3 
           </mn> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mtext>
          A 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mi>
         g 
       </mi> 
       <mn>
         4 
       </mn> 
      </mfrac> 
      <mrow> 
       <mo>
         [ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mn>
          3 
        </mn> 
        <msup> 
         <mrow> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mfrac> 
             <mrow> 
              <msub> 
               <mi>
                 r 
               </mi> 
               <mn>
                 0 
               </mn> 
              </msub> 
             </mrow> 
             <mi>
               r 
             </mi> 
            </mfrac> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mn>
           4 
         </mn> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mo>
         ] 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>. (81)</p>
   <p>Hence the acceleration approaches a constant “terminal acceleration” 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         a 
       </mi> 
       <mi>
         T 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mi>
         g 
       </mi> 
       <mo>
         / 
       </mo> 
       <mn>
         4 
       </mn> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
   <p>Inserting Equation (74) into Equation (80) gives the velocity as a function of time</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
           <mo>
             / 
           </mo> 
           <mn>
             3 
           </mn> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mtext>
          A 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mi>
         g 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          4 
        </mn> 
        <msub> 
         <mi>
           γ 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mn>
            00 
          </mn> 
         </mrow> 
        </msub> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           r 
         </mi> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
        </msub> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           γ 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mn>
            00 
          </mn> 
         </mrow> 
        </msub> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         [ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <msup> 
         <mrow> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mfrac> 
             <mrow> 
              <msub> 
               <mi>
                 r 
               </mi> 
               <mn>
                 0 
               </mn> 
              </msub> 
             </mrow> 
             <mrow> 
              <msub> 
               <mi>
                 r 
               </mi> 
               <mn>
                 0 
               </mn> 
              </msub> 
              <mo>
                + 
              </mo> 
              <msub> 
               <mi>
                 γ 
               </mi> 
               <mrow> 
                <mn>
                  00 
                </mn> 
               </mrow> 
              </msub> 
              <mi>
                t 
              </mi> 
             </mrow> 
            </mfrac> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mn>
           4 
         </mn> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mo>
         ] 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>. (82)</p>
   <p>Due to the relationship (72) with 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        β 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> this expression is identical to Equation (60).</p>
   <p>We shall now consider the case that the accretion is proportional to the volume of mist swept out by the raindrop during the motion, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        α 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
       <mo>
         / 
       </mo> 
       <mn>
         3 
       </mn> 
      </mrow> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mi>
        β 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> or 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        μ 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mi>
        ν 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>. In this case the equation of motion, Equation (73), of the droplet takes the form</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mover accent="true"> 
        <mi>
          v 
        </mi> 
        <mo>
          ˙ 
        </mo> 
       </mover> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
           <mo>
             / 
           </mo> 
           <mn>
             3 
           </mn> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mtext>
          A 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mn>
          3 
        </mn> 
        <msub> 
         <mi>
           γ 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mn>
            01 
          </mn> 
         </mrow> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mi>
         r 
       </mi> 
      </mfrac> 
      <msubsup> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
           <mo>
             / 
           </mo> 
           <mn>
             3 
           </mn> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mtext>
          A 
        </mtext> 
       </mrow> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msubsup> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        g 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>. (83)</p>
   <p>Since</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mover accent="true"> 
        <mi>
          v 
        </mi> 
        <mo>
          ˙ 
        </mo> 
       </mover> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
           <mo>
             / 
           </mo> 
           <mn>
             3 
           </mn> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mtext>
          A 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         r 
       </mi> 
       <mo>
         ˙ 
       </mo> 
      </mover> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mtext>
          d 
        </mtext> 
        <msub> 
         <mi>
           v 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mrow> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
             <mo>
               / 
             </mo> 
             <mn>
               3 
             </mn> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mtext>
            A 
          </mtext> 
         </mrow> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mtext>
          d 
        </mtext> 
        <mi>
          r 
        </mi> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         γ 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          01 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
           <mo>
             / 
           </mo> 
           <mn>
             3 
           </mn> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mtext>
          A 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mtext>
          d 
        </mtext> 
        <msub> 
         <mi>
           v 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mrow> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
             <mo>
               / 
             </mo> 
             <mn>
               3 
             </mn> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mtext>
            A 
          </mtext> 
         </mrow> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mtext>
          d 
        </mtext> 
        <mi>
          r 
        </mi> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
     </mrow> 
    </math>, (84)</p>
   <p>Equation (83) takes the form</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           { 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
           <mo>
             / 
           </mo> 
           <mn>
             3 
           </mn> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mo>
           } 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mtext>
          A 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mtext>
          d 
        </mtext> 
        <msub> 
         <mi>
           v 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mrow> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
             <mo>
               / 
             </mo> 
             <mn>
               3 
             </mn> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mtext>
            A 
          </mtext> 
         </mrow> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mtext>
          d 
        </mtext> 
        <mi>
          r 
        </mi> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mn>
         3 
       </mn> 
       <mi>
         r 
       </mi> 
      </mfrac> 
      <msubsup> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
           <mo>
             / 
           </mo> 
           <mn>
             3 
           </mn> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mtext>
          A 
        </mtext> 
       </mrow> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msubsup> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mi>
         g 
       </mi> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           γ 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mn>
            01 
          </mn> 
         </mrow> 
        </msub> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
     </mrow> 
    </math>. (85)</p>
   <p>Using that</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
           <mo>
             / 
           </mo> 
           <mn>
             3 
           </mn> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mtext>
          A 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mtext>
          d 
        </mtext> 
        <msub> 
         <mi>
           v 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mrow> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
             <mo>
               / 
             </mo> 
             <mn>
               3 
             </mn> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mtext>
            A 
          </mtext> 
         </mrow> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mtext>
          d 
        </mtext> 
        <mi>
          r 
        </mi> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mn>
         3 
       </mn> 
       <mi>
         r 
       </mi> 
      </mfrac> 
      <msubsup> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
           <mo>
             / 
           </mo> 
           <mn>
             3 
           </mn> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mtext>
          A 
        </mtext> 
       </mrow> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msubsup> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mrow> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <msup> 
         <mi>
           r 
         </mi> 
         <mn>
           6 
         </mn> 
        </msup> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mfrac> 
       <mtext>
         d 
       </mtext> 
       <mrow> 
        <mtext>
          d 
        </mtext> 
        <mi>
          r 
        </mi> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           r 
         </mi> 
         <mn>
           6 
         </mn> 
        </msup> 
        <msubsup> 
         <mi>
           v 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mrow> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
             <mo>
               / 
             </mo> 
             <mn>
               3 
             </mn> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mtext>
            A 
          </mtext> 
         </mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msubsup> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, (86)</p>
   <p>Equation (83) can be written as</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mfrac> 
       <mtext>
         d 
       </mtext> 
       <mrow> 
        <mtext>
          d 
        </mtext> 
        <mi>
          r 
        </mi> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           r 
         </mi> 
         <mn>
           6 
         </mn> 
        </msup> 
        <msubsup> 
         <mi>
           v 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mrow> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
             <mo>
               / 
             </mo> 
             <mn>
               3 
             </mn> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mtext>
            A 
          </mtext> 
         </mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msubsup> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <mi>
          g 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           γ 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mn>
            01 
          </mn> 
         </mrow> 
        </msub> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <msup> 
       <mi>
         r 
       </mi> 
       <mn>
         6 
       </mn> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math>. (87)</p>
   <p>Integration with 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
           <mo>
             / 
           </mo> 
           <mn>
             3 
           </mn> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mi>
          m 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           r 
         </mi> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> gives</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
           <mo>
             / 
           </mo> 
           <mn>
             3 
           </mn> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mtext>
          A 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msqrt> 
       <mrow> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
          <mi>
            g 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mn>
            7 
          </mn> 
          <msub> 
           <mi>
             γ 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mn>
              01 
            </mn> 
           </mrow> 
          </msub> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
        <mi>
          r 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           [ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <msup> 
           <mrow> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mfrac> 
               <mrow> 
                <msub> 
                 <mi>
                   r 
                 </mi> 
                 <mn>
                   0 
                 </mn> 
                </msub> 
               </mrow> 
               <mi>
                 r 
               </mi> 
              </mfrac> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mn>
             7 
           </mn> 
          </msup> 
         </mrow> 
         <mo>
           ] 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </msqrt> 
     </mrow> 
    </math>. (88)</p>
   <p>Inserting this into Equation (73) gives the acceleration</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mover accent="true"> 
        <mi>
          v 
        </mi> 
        <mo>
          ˙ 
        </mo> 
       </mover> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
           <mo>
             / 
           </mo> 
           <mn>
             3 
           </mn> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mtext>
          A 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mi>
         g 
       </mi> 
       <mn>
         7 
       </mn> 
      </mfrac> 
      <mrow> 
       <mo>
         [ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mn>
          6 
        </mn> 
        <msup> 
         <mrow> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mfrac> 
             <mrow> 
              <msub> 
               <mi>
                 r 
               </mi> 
               <mn>
                 0 
               </mn> 
              </msub> 
             </mrow> 
             <mi>
               r 
             </mi> 
            </mfrac> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mn>
           7 
         </mn> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mo>
         ] 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>. (89)</p>
   <p>In this case there is no terminal velocity since the motion approaches a state with constant “terminal acceleration” 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         a 
       </mi> 
       <mi>
         T 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mi>
         g 
       </mi> 
       <mo>
         / 
       </mo> 
       <mn>
         7 
       </mn> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
   <p>Inserting Equation (25) into Equation (87) leads to the velocity-height relation</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
           <mo>
             / 
           </mo> 
           <mn>
             3 
           </mn> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mtext>
          A 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msqrt> 
       <mrow> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
          <mi>
            g 
          </mi> 
          <msub> 
           <mi>
             r 
           </mi> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mn>
            7 
          </mn> 
          <msub> 
           <mi>
             γ 
           </mi> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
          </msub> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           [ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <msup> 
           <mrow> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
              <mo>
                + 
              </mo> 
              <mi>
                x 
              </mi> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mn>
              7 
            </mn> 
           </mrow> 
          </msup> 
         </mrow> 
         <mo>
           ] 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </msqrt> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mi>
        x 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           γ 
         </mi> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
        </msub> 
        <mi>
          h 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           r 
         </mi> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
     </mrow> 
    </math>, (90)</p>
   <p>where 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         γ 
       </mi> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        2.5 
      </mn> 
      <mo>
        × 
      </mo> 
      <msup> 
       <mrow> 
        <mn>
          10 
        </mn> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mn>
          7 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math>. A typical initial mass of a raindrop is 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         r 
       </mi> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        2 
      </mn> 
      <mo>
        × 
      </mo> 
      <msup> 
       <mrow> 
        <mn>
          10 
        </mn> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mn>
          5 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msup> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
        m 
      </mtext> 
     </mrow> 
    </math>. Hence for 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        h 
      </mi> 
      <mo>
        ≪ 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           r 
         </mi> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         / 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           γ 
         </mi> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        80 
      </mn> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
        m 
      </mtext> 
     </mrow> 
    </math> we can approximate the expression by a series expansion to 2. order in 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       x 
     </mi> 
    </math>. This gives</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
           <mo>
             / 
           </mo> 
           <mn>
             3 
           </mn> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mtext>
          A 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        ≈ 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mtext>
          FF 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mn>
           3 
         </mn> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </mfrac> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             γ 
           </mi> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
          </msub> 
          <mi>
            h 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             r 
           </mi> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
          </msub> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, (91)</p>
   <p>which leads to 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
           <mo>
             / 
           </mo> 
           <mn>
             3 
           </mn> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mtext>
          A 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        4.37 
      </mn> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mrow> 
       <mtext>
         m 
       </mtext> 
       <mo>
         / 
       </mo> 
       <mtext>
         s 
       </mtext> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
           <mo>
             / 
           </mo> 
           <mn>
             3 
           </mn> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mtext>
          A 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mn>
          10 
        </mn> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        11.4 
      </mn> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mrow> 
       <mtext>
         m 
       </mtext> 
       <mo>
         / 
       </mo> 
       <mtext>
         s 
       </mtext> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, showing again that accretion causes only a very small deviation from free fall motion during the first ten meters that the droplet falls, but with increasing deviation from free fall, the larger the falling distance, and hence the velocity, is.</p>
   <p>Since 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mtext>
          A 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         h 
       </mi> 
       <mo>
         ˙ 
       </mo> 
      </mover> 
     </mrow> 
    </math> Equation (80) is a differential equation whose solution gives the position of the droplet as a function of time. The solution involves an integral of the form 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mstyle displaystyle="true"> 
       <mrow> 
        <mo>
          ∫ 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mfrac> 
          <mrow> 
           <mtext>
             d 
           </mtext> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <msqrt> 
            <mrow> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <msup> 
              <mi>
                x 
              </mi> 
              <mn>
                7 
              </mn> 
             </msup> 
            </mrow> 
           </msqrt> 
          </mrow> 
         </mfrac> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </mstyle> 
     </mrow> 
    </math> which cannot be expressed in terms of elementary functions.</p>
   <p>For later comparison we also consider the two cases 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          μ 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          ν 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          μ 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          ν 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>. In the first case Equation (70) shows then the rate of change of the radius of the droplet is proportional to its radius, but independent of its velocity, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         r 
       </mi> 
       <mo>
         ˙ 
       </mo> 
      </mover> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         γ 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          10 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mi>
        r 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>. Now Equation (72) gives 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         λ 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          10 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        3 
      </mn> 
      <msub> 
       <mi>
         γ 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          10 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>, and the equation of motion Equation (73) takes the form</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mover accent="true"> 
        <mi>
          v 
        </mi> 
        <mo>
          ˙ 
        </mo> 
       </mover> 
       <mrow> 
        <mn>
          11 
        </mn> 
        <mtext>
          A 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        g 
      </mi> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mn>
        3 
      </mn> 
      <msub> 
       <mi>
         γ 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          10 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <msubsup> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          11 
        </mn> 
        <mtext>
          A 
        </mtext> 
       </mrow> 
       <mrow /> 
      </msubsup> 
     </mrow> 
    </math>. (92)</p>
   <p>This has the same form as the equation of motion Equation (47) with solution given in Equation (48). This equation of motion will be further discussed in section 4 in connection with air resistance proportional to the velocity.</p>
   <p>In the second case with 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          μ 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          ν 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> the rate of increase of the radius is 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         r 
       </mi> 
       <mo>
         ˙ 
       </mo> 
      </mover> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         γ 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          11 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mi>
        r 
      </mi> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <mtext>
          A 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>, Equation (72) gives 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         λ 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          11 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        3 
      </mn> 
      <msub> 
       <mi>
         γ 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          11 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>, and the equation of motion (73) takes the form</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mover accent="true"> 
        <mi>
          v 
        </mi> 
        <mo>
          ˙ 
        </mo> 
       </mover> 
       <mrow> 
        <mn>
          12 
        </mn> 
        <mtext>
          A 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        g 
      </mi> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mn>
        3 
      </mn> 
      <msub> 
       <mi>
         γ 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          11 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <msubsup> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          12 
        </mn> 
        <mtext>
          A 
        </mtext> 
       </mrow> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msubsup> 
     </mrow> 
    </math>. (93)</p>
   <p>In this case there is a terminal velocity</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          12 
        </mn> 
        <mtext>
          AT 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msqrt> 
       <mrow> 
        <mfrac> 
         <mi>
           g 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mn>
            3 
          </mn> 
          <msub> 
           <mi>
             γ 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mn>
              11 
            </mn> 
           </mrow> 
          </msub> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
       </mrow> 
      </msqrt> 
     </mrow> 
    </math>. (94)</p>
   <p>The solution of Equation (84) will be given in section 5 where air resistance proportional to the square of the velocity will be discussed.</p>
  </sec><sec id="s3">
   <title>3. How the Terminal Velocity of a Falling Droplet Depends Upon Its Radius</title>
   <p>In Equations (92)-(96) we shall not use indices on the velocity because the discussion here is not related to a certain situation, but is valid generally. We now consider a droplet with mass m falling vertically with a velocity v in air where the vertical velocity of the air is so small that it can be neglected. The effects of the vertical motion of the air is considered in section 7. The droplet is acted upon by gravity, mg, and air resistance, often called drag. The air resistance is usually given by a sum of two contributions, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         f 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          r 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         f 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          r 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>. The term 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         f 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          r 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> is linear in the velocity of the droplet. It is given by Stokes’ law and is dominating at small velocities, so small that the shape of the drop can be assumed to be spherical.</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         f 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          r 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mn>
        6 
      </mn> 
      <mi>
        π 
      </mi> 
      <msub> 
       <mi>
         η 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mtext>
          air 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mi>
        r 
      </mi> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mi>
        v 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>, (95)</p>
   <p>where 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         η 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mtext>
          air 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> is the viscosity of the air. Under usual atmospheric conditions 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         η 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mtext>
          air 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        1.8 
      </mn> 
      <mo>
        × 
      </mo> 
      <msup> 
       <mrow> 
        <mn>
          10 
        </mn> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mn>
          5 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msup> 
      <mrow> 
       <mrow> 
        <mtext>
          kg 
        </mtext> 
       </mrow> 
       <mo>
         / 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mtext>
          s 
        </mtext> 
        <mo>
          ⋅ 
        </mo> 
        <mtext>
          m 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
   <p>In this section we shall consider a droplet with radius r = 0.1 mm = 10<sup>-4</sup> m. This gives 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mn>
        6 
      </mn> 
      <mi>
        π 
      </mi> 
      <mi>
        r 
      </mi> 
      <msub> 
       <mi>
         η 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mtext>
          air 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        3.4 
      </mn> 
      <mo>
        × 
      </mo> 
      <msup> 
       <mrow> 
        <mn>
          10 
        </mn> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mn>
          8 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msup> 
      <mrow> 
       <mrow> 
        <mtext>
          kg 
        </mtext> 
       </mrow> 
       <mo>
         / 
       </mo> 
       <mtext>
         s 
       </mtext> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
   <p>The mass of the droplet with radius r = 0.1 mm is 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        m 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mn>
           4 
         </mn> 
         <mo>
           / 
         </mo> 
         <mn>
           3 
         </mn> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mi>
        π 
      </mi> 
      <msub> 
       <mi>
         ρ 
       </mi> 
       <mtext>
         w 
       </mtext> 
      </msub> 
      <msup> 
       <mi>
         r 
       </mi> 
       <mn>
         3 
       </mn> 
      </msup> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        4.2 
      </mn> 
      <mo>
        × 
      </mo> 
      <msup> 
       <mrow> 
        <mn>
          10 
        </mn> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mn>
          9 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msup> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
        kg 
      </mtext> 
     </mrow> 
    </math> or 4.2 micrograms. In order to perform a comparison with published measurements <xref ref-type="bibr" rid="scirp.144498-2">
     [2]
    </xref>. I shall also consider a droplet with radius 0.35 mm, which has the mass 180 microgram.</p>
   <p>The other contribution to the air resistance is dominating at larger velocities and is quadratic in the velocity, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         f 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          r 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        ∝ 
      </mo> 
      <msubsup> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          12 
        </mn> 
       </mrow> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msubsup> 
     </mrow> 
    </math>. In The Physics Hypertextbook <xref ref-type="bibr" rid="scirp.144498-12">
     [12]
    </xref> Glenn Elert has argued for this in the following way. The point of departure is Bernoullis principle which says that for an element of a fluid in a stationary flow</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mfrac> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </mfrac> 
      <mi>
        ρ 
      </mi> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <msup> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msup> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mi>
        ρ 
      </mi> 
      <mi>
        g 
      </mi> 
      <mi>
        h 
      </mi> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mi>
        p 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mtext>
        constant 
      </mtext> 
     </mrow> 
    </math>. (96)</p>
   <p>This is usually taken as an expression of energy conservation: The sum kinetic-, potential- and pressure energy per volume is constant along a stream line of the fluid. It is also formulated in terms of pressure: The sum of dynamic-, gravity- and static pressure is constant. The dynamic pressure is the pressure due to the velocity of the fluid,</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         p 
       </mi> 
       <mtext>
         d 
       </mtext> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </mfrac> 
      <mi>
        ρ 
      </mi> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <msup> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math>. (97)</p>
   <p>For a droplet moving fairly rapidly through air the main contribution to the air resistance comes from the dynamic pressure. Since pressure is force per area this gives</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         f 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <mtext>
          R 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         p 
       </mi> 
       <mtext>
         d 
       </mtext> 
      </msub> 
      <mi>
        A 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </mfrac> 
      <msub> 
       <mi>
         ρ 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mtext>
          air 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mi>
        A 
      </mi> 
      <msup> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math>, (98)</p>
   <p>where 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         ρ 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mtext>
          air 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> is the density of the air, and A is the effective cross section area of the droplet normal to the direction of motion of the droplet. If one assumes that this is equal to the geometric area, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        A 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        π 
      </mi> 
      <msup> 
       <mi>
         r 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math>, where r is the radius of the droplet. Then</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         f 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <mtext>
          R 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mi>
         π 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </mfrac> 
      <msub> 
       <mi>
         ρ 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mtext>
          air 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <msup> 
       <mi>
         r 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msup> 
      <msup> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math>. (99)</p>
   <p>We now go back to specific cases of falling droplet. In the next paragraphs we shall neglect accretion, and hence A is not included among the indices of the velocities. Let us consider a droplet with a velocity such that both 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         f 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mtext>
          R 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         f 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <mtext>
          R 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> should be taken into account. Hence the air resistance is</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         f 
       </mi> 
       <mtext>
         R 
       </mtext> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mn>
        6 
      </mn> 
      <mi>
        π 
      </mi> 
      <msub> 
       <mi>
         η 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mtext>
          air 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mi>
        r 
      </mi> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          12 
        </mn> 
        <mtext>
          R 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mi>
         π 
       </mi> 
       <mn>
         4 
       </mn> 
      </mfrac> 
      <msub> 
       <mi>
         ρ 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mtext>
          air 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <msup> 
       <mi>
         r 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msup> 
      <msubsup> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          12 
        </mn> 
        <mtext>
          R 
        </mtext> 
       </mrow> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msubsup> 
     </mrow> 
    </math>. (100)</p>
   <p>We are considering a droplet falling a short distance so it is a good approximation to consider g as a constant during the motion. With the air resistance given by Equation (97) Newton’s 2. Law applied to the droplet then takes the form</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        m 
      </mi> 
      <mi>
        g 
      </mi> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mn>
        6 
      </mn> 
      <mi>
        π 
      </mi> 
      <msub> 
       <mi>
         η 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mtext>
          air 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mi>
        r 
      </mi> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          12 
        </mn> 
        <mtext>
          R 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mi>
         π 
       </mi> 
       <mn>
         4 
       </mn> 
      </mfrac> 
      <msub> 
       <mi>
         ρ 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mtext>
          air 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <msup> 
       <mi>
         r 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msup> 
      <msubsup> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          12 
        </mn> 
        <mtext>
          R 
        </mtext> 
       </mrow> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msubsup> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        m 
      </mi> 
      <msub> 
       <mover accent="true"> 
        <mi>
          v 
        </mi> 
        <mo>
          ˙ 
        </mo> 
       </mover> 
       <mrow> 
        <mn>
          12 
        </mn> 
        <mtext>
          R 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>. (101)</p>
   <p>Consider a droplet falling from rest. Initially the air resistance is very small, and the droplet accelerates. When the velocity increases the air resistance becomes larger and eventually becomes equal to the weight of the droplet. Then the sum of the forces upon the droplet is zero, and its velocity becomes constant. This is the terminal velocity of the droplet.</p>
   <p>The terminal velocity with only air resistance which is linear in the velocity, is</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mtext>
          RT 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mi>
          m 
        </mi> 
        <mi>
          g 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mn>
          6 
        </mn> 
        <mi>
          π 
        </mi> 
        <msub> 
         <mi>
           η 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mtext>
            air 
          </mtext> 
         </mrow> 
        </msub> 
        <mi>
          r 
        </mi> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
     </mrow> 
    </math>. (102)</p>
   <p>This is the maximal velocity of the droplet with only linear air resistance. It represents the strength of the linear resistance in an inverse way: The larger 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mtext>
          RT 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> is, the smaller is the linear air resistance. Inserting 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        m 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mn>
           4 
         </mn> 
         <mo>
           / 
         </mo> 
         <mn>
           3 
         </mn> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mi>
        π 
      </mi> 
      <msub> 
       <mi>
         ρ 
       </mi> 
       <mtext>
         w 
       </mtext> 
      </msub> 
      <msup> 
       <mi>
         r 
       </mi> 
       <mn>
         3 
       </mn> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math> gives</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mtext>
          RT 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
       <mn>
         9 
       </mn> 
      </mfrac> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           ρ 
         </mi> 
         <mtext>
           w 
         </mtext> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           η 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mtext>
            air 
          </mtext> 
         </mrow> 
        </msub> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mi>
        g 
      </mi> 
      <msup> 
       <mi>
         r 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math>. (103)</p>
   <p>For droplets with radius 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        r 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0.1 
      </mn> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
        mm 
      </mtext> 
     </mrow> 
    </math> and 0.35 mm this gives respectively 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mtext>
          RT 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        1.21 
      </mn> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mrow> 
       <mtext>
         m 
       </mtext> 
       <mo>
         / 
       </mo> 
       <mtext>
         s 
       </mtext> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> and 14.8 m/s. Including the buoyancy due to the air, this expression is generalized to</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mtext>
          RT 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
       <mn>
         9 
       </mn> 
      </mfrac> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           ρ 
         </mi> 
         <mtext>
           w 
         </mtext> 
        </msub> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           ρ 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mtext>
            air 
          </mtext> 
         </mrow> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           η 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mtext>
            air 
          </mtext> 
         </mrow> 
        </msub> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mi>
        g 
      </mi> 
      <msup> 
       <mi>
         r 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math> (104)</p>
   <p>A typical density of air in a cloud is 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         ρ 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mtext>
          air 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        1.2 
      </mn> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mrow> 
       <mrow> 
        <mtext>
          kg 
        </mtext> 
       </mrow> 
       <mo>
         / 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mtext>
           m 
         </mtext> 
         <mn>
           3 
         </mn> 
        </msup> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> while the density of water is 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         ρ 
       </mi> 
       <mtext>
         w 
       </mtext> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        1.0 
      </mn> 
      <mo>
        × 
      </mo> 
      <msup> 
       <mrow> 
        <mn>
          10 
        </mn> 
       </mrow> 
       <mn>
         3 
       </mn> 
      </msup> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mrow> 
       <mrow> 
        <mtext>
          kg 
        </mtext> 
       </mrow> 
       <mo>
         / 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mtext>
           m 
         </mtext> 
         <mn>
           3 
         </mn> 
        </msup> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>. Hence, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         ρ 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mtext>
          air 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        ≪ 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         ρ 
       </mi> 
       <mtext>
         w 
       </mtext> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>, and therefore the buoyancy will be neglected further on.</p>
   <p>With only the quadratic term for the air resistance the terminal velocity is</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <mtext>
          RT 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
       <mi>
         r 
       </mi> 
      </mfrac> 
      <msqrt> 
       <mrow> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <mi>
            m 
          </mi> 
          <mi>
            g 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mi>
            π 
          </mi> 
          <msub> 
           <mi>
             ρ 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mtext>
              air 
            </mtext> 
           </mrow> 
          </msub> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
       </mrow> 
      </msqrt> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        4 
      </mn> 
      <msqrt> 
       <mrow> 
        <mfrac> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mn>
           3 
         </mn> 
        </mfrac> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             ρ 
           </mi> 
           <mtext>
             w 
           </mtext> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             ρ 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mtext>
              air 
            </mtext> 
           </mrow> 
          </msub> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
        <mi>
          g 
        </mi> 
        <mi>
          r 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msqrt> 
     </mrow> 
    </math>. (105)</p>
   <p>For droplets with radius 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        r 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0.1 
      </mn> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
        mm 
      </mtext> 
     </mrow> 
    </math> and 0.35 mm this gives respectively 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <mtext>
          RT 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        2.7 
      </mn> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mrow> 
       <mtext>
         m 
       </mtext> 
       <mo>
         / 
       </mo> 
       <mtext>
         s 
       </mtext> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> and 3.9 m/s. This velocity represents the strength of the quadratic air resistance: the larger 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mtext>
          2RT 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> is, the smaller is the quadratic air resistance.</p>
   <p>Expressed in terms of the terminal velocities (102) and (105) the equation of motion, (101), of the droplet can be written</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mover accent="true"> 
        <mi>
          v 
        </mi> 
        <mo>
          ˙ 
        </mo> 
       </mover> 
       <mrow> 
        <mn>
          12 
        </mn> 
        <mtext>
          R 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mi>
        g 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <msubsup> 
           <mi>
             v 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mn>
              12 
            </mn> 
            <mtext>
              R 
            </mtext> 
           </mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msubsup> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <msubsup> 
           <mi>
             v 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
            <mtext>
              RT 
            </mtext> 
           </mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msubsup> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             v 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mn>
              12 
            </mn> 
            <mtext>
              R 
            </mtext> 
           </mrow> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             v 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
            <mtext>
              RT 
            </mtext> 
           </mrow> 
          </msub> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>. (106)</p>
   <p>The two friction terms are equal for the velocity</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mtext>
          eqR 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mn>
          24 
        </mn> 
        <msub> 
         <mi>
           η 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mtext>
            air 
          </mtext> 
         </mrow> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           ρ 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mtext>
            air 
          </mtext> 
         </mrow> 
        </msub> 
        <mi>
          r 
        </mi> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <msubsup> 
         <mi>
           v 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
          <mtext>
            RT 
          </mtext> 
         </mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msubsup> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           v 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mtext>
            RT 
          </mtext> 
         </mrow> 
        </msub> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
     </mrow> 
    </math>. (107)</p>
   <p>The equation of motion of the droplet can now be expressed in terms of 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <mtext>
          RT 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mtext>
          eqR 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> as follows,</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mover accent="true"> 
        <mi>
          v 
        </mi> 
        <mo>
          ˙ 
        </mo> 
       </mover> 
       <mrow> 
        <mn>
          12 
        </mn> 
        <mtext>
          R 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mi>
         g 
       </mi> 
       <mrow> 
        <msubsup> 
         <mi>
           v 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
          <mtext>
            RT 
          </mtext> 
         </mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msubsup> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msubsup> 
         <mi>
           v 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mn>
            12 
          </mn> 
          <mtext>
            R 
          </mtext> 
         </mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msubsup> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           v 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mtext>
            eqR 
          </mtext> 
         </mrow> 
        </msub> 
        <msub> 
         <mi>
           v 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mn>
            12 
          </mn> 
          <mtext>
            R 
          </mtext> 
         </mrow> 
        </msub> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <msubsup> 
         <mi>
           v 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
          <mtext>
            RT 
          </mtext> 
         </mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msubsup> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>. (108)</p>
   <p>Focusing upon the radial dependence we may write</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mtext>
          eqR 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           c 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mtext>
            eqR 
          </mtext> 
         </mrow> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mi>
         r 
       </mi> 
      </mfrac> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <msub> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mtext>
          eqR 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        24 
      </mn> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           η 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mtext>
            air 
          </mtext> 
         </mrow> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           ρ 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mtext>
            air 
          </mtext> 
         </mrow> 
        </msub> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        3.2 
      </mn> 
      <mo>
        × 
      </mo> 
      <msup> 
       <mrow> 
        <mn>
          10 
        </mn> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mn>
          4 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msup> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mtext>
           m 
         </mtext> 
         <mtext>
           2 
         </mtext> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mtext>
         s 
       </mtext> 
      </mfrac> 
     </mrow> 
    </math>. (109)</p>
   <p>For droplets with radius 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        r 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0.1 
      </mn> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
        mm 
      </mtext> 
     </mrow> 
    </math> and 0.35 mm this gives respectively 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mtext>
          eqR 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        3.2 
      </mn> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mrow> 
       <mtext>
         m 
       </mtext> 
       <mo>
         / 
       </mo> 
       <mtext>
         s 
       </mtext> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mtext>
          eqR 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        1.0 
      </mn> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mrow> 
       <mtext>
         m 
       </mtext> 
       <mo>
         / 
       </mo> 
       <mtext>
         s 
       </mtext> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
   <p>With both friction terms present in the equation of motion, (105), and using Equation (108), Newton’s 1. Law gives for the terminal velocity,</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msubsup> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          12 
        </mn> 
        <mtext>
          RT 
        </mtext> 
       </mrow> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msubsup> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mtext>
          eqR 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          12 
        </mn> 
        <mtext>
          RT 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <msubsup> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <mtext>
          RT 
        </mtext> 
       </mrow> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msubsup> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>. (110)</p>
   <p>The positive solution, meaning downwards velocity of the droplet, of this equation is</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          12 
        </mn> 
        <mtext>
          RT 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </mfrac> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msqrt> 
         <mrow> 
          <msubsup> 
           <mi>
             v 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mtext>
              eqR 
            </mtext> 
           </mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msubsup> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mn>
            4 
          </mn> 
          <msubsup> 
           <mi>
             v 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
            <mtext>
              RT 
            </mtext> 
           </mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msubsup> 
         </mrow> 
        </msqrt> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           v 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mtext>
            eqR 
          </mtext> 
         </mrow> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, (111)</p>
   <p>or, by using Equation (104),</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          12 
        </mn> 
        <mtext>
          RT 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           v 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mtext>
            eqR 
          </mtext> 
         </mrow> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </mfrac> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msqrt> 
         <mrow> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <msup> 
           <mrow> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mfrac> 
               <mrow> 
                <mn>
                  2 
                </mn> 
                <msub> 
                 <mi>
                   v 
                 </mi> 
                 <mrow> 
                  <mn>
                    1 
                  </mn> 
                  <mtext>
                    RT 
                  </mtext> 
                 </mrow> 
                </msub> 
               </mrow> 
               <mrow> 
                <msub> 
                 <mi>
                   v 
                 </mi> 
                 <mrow> 
                  <mn>
                    2 
                  </mn> 
                  <mtext>
                    RT 
                  </mtext> 
                 </mrow> 
                </msub> 
               </mrow> 
              </mfrac> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
         </mrow> 
        </msqrt> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>. (112)</p>
   <p>For the droplets with radius 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        r 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0.1 
      </mn> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
        mm 
      </mtext> 
     </mrow> 
    </math> and 0.35 mm Equation (112) gives the terminal velocities 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          12 
        </mn> 
        <mtext>
          RT 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0.93 
      </mn> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mrow> 
       <mtext>
         m 
       </mtext> 
       <mo>
         / 
       </mo> 
       <mtext>
         s 
       </mtext> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          12 
        </mn> 
        <mtext>
          RT 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        3.35 
      </mn> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mrow> 
       <mtext>
         m 
       </mtext> 
       <mo>
         / 
       </mo> 
       <mtext>
         s 
       </mtext> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
   <p>Stokes’ law is usually said to be valid for droplets with radii less than 0.1 mm and small velocities when there is laminar flow of air at the surface of the droplet. Then the drag force is dominated by friction. For greater velocities the flow of air is non-laminar behind the droplet, and then the pressure behind the droplet becomes lower than at the front side of the droplet. This causes a pressure dominated contribution to the air resistance which is quadratic in the velocity, often called pressure drag.</p>
   <p>In this connection J. van Boxel <xref ref-type="bibr" rid="scirp.144498-13">
     [13]
    </xref> writes that small droplets with diameter &lt; 0.05 mm are spherical, and the flow around the drops can be considered to be laminar. For these droplets the terminal velocity can be found from Stokes’ law. Larger drops fall faster, and the flow around the drops becomes turbulent. Therefore Stokes’ law will fail for drops with diameter &gt; 0.1 mm. The transition to a turbulent flow regime is characterized by the dimensionless Reynolds number, Re, which expresses (it is not equal to) the ratio between the air resistance with turbulent and laminar air motion around the droplet,</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        Re 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <msub> 
         <mi>
           ρ 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mtext>
            air 
          </mtext> 
         </mrow> 
        </msub> 
        <mi>
          r 
        </mi> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mi>
          v 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           η 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mtext>
            air 
          </mtext> 
         </mrow> 
        </msub> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
     </mrow> 
    </math>, (113)</p>
   <p>where 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         η 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mtext>
          air 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        1.8 
      </mn> 
      <mo>
        × 
      </mo> 
      <msup> 
       <mrow> 
        <mn>
          10 
        </mn> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mn>
          5 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msup> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
        Pa 
      </mtext> 
      <mo>
        ⋅ 
      </mo> 
      <mtext>
        s 
      </mtext> 
     </mrow> 
    </math> is the dynamical viscosity of air at 20<sup>0</sup>C. It may be noted that the Reynolds number can be expressed as</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        Re 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        24 
      </mn> 
      <mfrac> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           v 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mtext>
            eqR 
          </mtext> 
         </mrow> 
        </msub> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
     </mrow> 
    </math>. (114)</p>
   <p>The ratio of the quadratic and linear air resistance terms in Equation (98) are 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mrow> 
        <mi>
          Re 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         / 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mn>
          24 
        </mn> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> in agreement with the formulae in ref. <xref ref-type="bibr" rid="scirp.144498-14">
     [14]
    </xref>, where the quadratic term of the air resistance is written as (neglecting the vertical velocity of the air),</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         f 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <mtext>
          R 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </mfrac> 
      <msub> 
       <mi>
         λ 
       </mi> 
       <mtext>
         d 
       </mtext> 
      </msub> 
      <msub> 
       <mi>
         A 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mtext>
          wd 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <msub> 
       <mi>
         ρ 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mtext>
          air 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <msubsup> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          12 
        </mn> 
        <mtext>
          R 
        </mtext> 
       </mrow> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msubsup> 
     </mrow> 
    </math>. (115)</p>
   <p>Here 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         λ 
       </mi> 
       <mtext>
         d 
       </mtext> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> is the drag coefficient, and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         A 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mtext>
          wd 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> is the surface area of a water droplet in the direction of motion, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         A 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mtext>
          wd 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        2 
      </mn> 
      <mi>
        π 
      </mi> 
      <msup> 
       <mi>
         r 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math>. The authors further write that</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         λ 
       </mi> 
       <mtext>
         d 
       </mtext> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mn>
          24 
        </mn> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mi>
          Re 
        </mi> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
        for 
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
        Re 
      </mtext> 
      <mo>
        ≤ 
      </mo> 
      <mtext>
        1 
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
        , 
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
        and 
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <msub> 
       <mi>
         λ 
       </mi> 
       <mtext>
         d 
       </mtext> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mn>
          24 
        </mn> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mi>
          Re 
        </mi> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mn>
          0.14 
        </mn> 
        <msup> 
         <mrow> 
          <mi>
            Re 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mn>
            0.7 
          </mn> 
         </mrow> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
        for 
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mi>
        Re 
      </mi> 
      <mo>
        &gt; 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>. (116)</p>
   <p>Let us consider how the terminal velocity of a droplet depends upon its radius. Equations (103) and (105) can be written as</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mtext>
          RT 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mtext>
          RT 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <msup> 
       <mi>
         r 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msup> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <msub> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mtext>
          RT 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
       <mn>
         9 
       </mn> 
      </mfrac> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           ρ 
         </mi> 
         <mtext>
           w 
         </mtext> 
        </msub> 
        <mi>
          g 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           η 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mtext>
            air 
          </mtext> 
         </mrow> 
        </msub> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        1.2 
      </mn> 
      <mo>
        × 
      </mo> 
      <msup> 
       <mrow> 
        <mn>
          10 
        </mn> 
       </mrow> 
       <mn>
         8 
       </mn> 
      </msup> 
      <mfrac> 
       <mtext>
         1 
       </mtext> 
       <mrow> 
        <mtext>
          s 
        </mtext> 
        <mo>
          ⋅ 
        </mo> 
        <mtext>
          m 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
     </mrow> 
    </math>, (117)</p>
   <p>and</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <mtext>
          RT 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <mtext>
          RT 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <msqrt> 
       <mi>
         r 
       </mi> 
      </msqrt> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <msub> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <mtext>
          RT 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        4 
      </mn> 
      <msqrt> 
       <mrow> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             ρ 
           </mi> 
           <mtext>
             w 
           </mtext> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             ρ 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mtext>
              air 
            </mtext> 
           </mrow> 
          </msub> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
        <mfrac> 
         <mi>
           g 
         </mi> 
         <mn>
           3 
         </mn> 
        </mfrac> 
       </mrow> 
      </msqrt> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        2.1 
      </mn> 
      <mo>
        × 
      </mo> 
      <msup> 
       <mrow> 
        <mn>
          10 
        </mn> 
       </mrow> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msup> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <msqrt> 
         <mtext>
           m 
         </mtext> 
        </msqrt> 
       </mrow> 
       <mtext>
         s 
       </mtext> 
      </mfrac> 
     </mrow> 
    </math>. (118)</p>
   <p>where 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mrow> 
        <msubsup> 
         <mi>
           c 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
          <mtext>
            RT 
          </mtext> 
         </mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msubsup> 
       </mrow> 
       <mo>
         / 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           c 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mtext>
            RT 
          </mtext> 
         </mrow> 
        </msub> 
       </mrow> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mtext>
          eqR 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
   <p>The expression (112) for the terminal velocity with both the linear and quadratic term for the air resistance may now be written as</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          12 
        </mn> 
        <mtext>
          RT 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           c 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mtext>
            eqR 
          </mtext> 
         </mrow> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <mi>
          r 
        </mi> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msqrt> 
         <mrow> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mn>
            4 
          </mn> 
          <msup> 
           <mrow> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mfrac> 
               <mrow> 
                <msub> 
                 <mi>
                   c 
                 </mi> 
                 <mrow> 
                  <mn>
                    1 
                  </mn> 
                  <mtext>
                    RT 
                  </mtext> 
                 </mrow> 
                </msub> 
               </mrow> 
               <mrow> 
                <msub> 
                 <mi>
                   c 
                 </mi> 
                 <mrow> 
                  <mn>
                    2 
                  </mn> 
                  <mtext>
                    RT 
                  </mtext> 
                 </mrow> 
                </msub> 
               </mrow> 
              </mfrac> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
          <msup> 
           <mi>
             r 
           </mi> 
           <mn>
             3 
           </mn> 
          </msup> 
         </mrow> 
        </msqrt> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>. (119)</p>
   <p>where 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mtext>
          eqR 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> is given in Equation (109). For a droplet with radius 0.1 mm 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mtext>
          RT 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        1.21 
      </mn> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mrow> 
       <mtext>
         m 
       </mtext> 
       <mo>
         / 
       </mo> 
       <mtext>
         s 
       </mtext> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <mtext>
          RT 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        1.93 
      </mn> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mrow> 
       <mtext>
         m 
       </mtext> 
       <mo>
         / 
       </mo> 
       <mtext>
         s 
       </mtext> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          12 
        </mn> 
        <mtext>
          RT 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0.93 
      </mn> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mrow> 
       <mtext>
         m 
       </mtext> 
       <mo>
         / 
       </mo> 
       <mtext>
         s 
       </mtext> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>. For a droplet with radius 0.35 mm these velocities are 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mtext>
          RT 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        14.8 
      </mn> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mrow> 
       <mtext>
         m 
       </mtext> 
       <mo>
         / 
       </mo> 
       <mtext>
         s 
       </mtext> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <mtext>
          RT 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        3.9 
      </mn> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mrow> 
       <mtext>
         m 
       </mtext> 
       <mo>
         / 
       </mo> 
       <mtext>
         s 
       </mtext> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          12 
        </mn> 
        <mtext>
          RT 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        3.0 
      </mn> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mrow> 
       <mtext>
         m 
       </mtext> 
       <mo>
         / 
       </mo> 
       <mtext>
         s 
       </mtext> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>. Naturally the terminal velocity is smallest when both the friction terms are present.</p>
   <p>The terminal velocity, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          12 
        </mn> 
        <mtext>
          RT 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>, as a function of the radius is plotted in <xref ref-type="fig" rid="fig2">
     Figure 2
    </xref>.</p>
   <fig id="fig2" position="float">
    <label>Figure 2</label>
    <caption>
     <title>Figure 2. The terminal velocity, 

      <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
  
        <msub> 
   
         <mi>
          
    v
   
         </mi> 
   
         <mrow> 
    
          <mn>
           
     12
    
          </mn>
    
          <mtext>
           
     RT
    
          </mtext>
   
         </mrow> 
  
        </msub> 
 
       </mrow>

      </math>, in m/s as given in Equation (119) as a function of the radius in meter of the droplet for radii 

      <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
  
        <mi>
         
   r
  
        </mi>
  
        <mo>
         
   &lt;
  
        </mo>
  
        <mn>
         
   0.5
  
        </mn>
  
        <mtext>
         
    
  
        </mtext>
  
        <mtext>
         
   mm
  
        </mtext>
 
       </mrow>

      </math>.</title>
    </caption>
    <graphic mimetype="image" position="float" xlink:type="simple" xlink:href="https://html.scirp.org/file/1724198-rId706.jpeg?20250731110512" />
   </fig>
   <p>In <xref ref-type="bibr" rid="scirp.144498-1">
     [1]
    </xref> the terminal velocity of small droplet falling in air was measured and plotted as a function of the masses of the droplets. In order to compare with their result we therefore express the terminal velocity in Equation (119) in terms of the mass of the droplets. Using that</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         r 
       </mi> 
       <mn>
         3 
       </mn> 
      </msup> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <msubsup> 
         <mi>
           r 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mn>
           3 
         </mn> 
        </msubsup> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           m 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mi>
        m 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>, (120)</p>
   <p>where 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         r 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msup> 
       <mrow> 
        <mn>
          10 
        </mn> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mn>
          4 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msup> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
        m 
      </mtext> 
     </mrow> 
    </math>, and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         m 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        4.2 
      </mn> 
      <mo>
        × 
      </mo> 
      <msup> 
       <mrow> 
        <mn>
          10 
        </mn> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mn>
          9 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msup> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
        kg 
      </mtext> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        4.2 
      </mn> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
        microgram 
      </mtext> 
     </mrow> 
    </math>, we get</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          12 
        </mn> 
        <mtext>
          RT 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        a 
      </mi> 
      <msup> 
       <mi>
         m 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mo>
           / 
         </mo> 
         <mn>
           3 
         </mn> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </msup> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msqrt> 
         <mrow> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mi>
            b 
          </mi> 
          <mi>
            m 
          </mi> 
         </mrow> 
        </msqrt> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, (121)</p>
   <p>where</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        a 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           c 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mtext>
            eqR 
          </mtext> 
         </mrow> 
        </msub> 
        <msubsup> 
         <mi>
           m 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mrow> 
          <mrow> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
           <mo>
             / 
           </mo> 
           <mn>
             3 
           </mn> 
          </mrow> 
         </mrow> 
        </msubsup> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <msub> 
         <mi>
           r 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        2.6 
      </mn> 
      <mfrac> 
       <mtext>
         m 
       </mtext> 
       <mtext>
         s 
       </mtext> 
      </mfrac> 
      <mo>
        ⋅ 
      </mo> 
      <msup> 
       <mrow> 
        <mtext>
          microgram 
        </mtext> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mo>
           / 
         </mo> 
         <mn>
           3 
         </mn> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </msup> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mi>
        b 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        4 
      </mn> 
      <msup> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               c 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
              <mtext>
                RT 
              </mtext> 
             </mrow> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               c 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
              <mtext>
                RT 
              </mtext> 
             </mrow> 
            </msub> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msup> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <msubsup> 
         <mi>
           r 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mn>
           3 
         </mn> 
        </msubsup> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           m 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        1.25 
      </mn> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <msup> 
       <mrow> 
        <mtext>
          microgram 
        </mtext> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mtext>
          1 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math>. (122)</p>
   <p>The terminal velocity (121) is plotted as a function of the mass of the droplet, as measured in microgram, in <xref ref-type="fig" rid="fig3">
     Figure 3
    </xref>, while the curve found by measurements by Ross Gunn and Gilbert D. Kinzer <xref ref-type="bibr" rid="scirp.144498-1">
     [1]
    </xref> is shown in <xref ref-type="fig" rid="fig4">
     Figure 4
    </xref>.</p>
   <fig id="fig3" position="float">
    <label>Figure 3</label>
    <caption>
     <title>Figure 3. The terminal velocity in m/s as given in Equation (121) as a function of the mass in micrograms of the droplet for masses 

      <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
  
        <mi>
         
   m
  
        </mi>
  
        <mo>
         
   &lt;
  
        </mo>
  
        <mn>
         
   4.5
  
        </mn>
 
       </mrow>

      </math> micrograms.</title>
    </caption>
    <graphic mimetype="image" position="float" xlink:type="simple" xlink:href="https://html.scirp.org/file/1724198-rId721.jpeg?20250731110512" />
   </fig>
   <fig id="fig4" position="float">
    <label>Figure 4</label>
    <caption>
     <title>Figure 4. Measured terminal velocity of droplets falling in air as function of the mass of the droplets as measured in micrograms <xref ref-type="bibr" rid="scirp.144498-1">
       [1]
      </xref>.</title>
    </caption>
    <graphic mimetype="image" position="float" xlink:type="simple" xlink:href="https://html.scirp.org/file/1724198-rId724.jpeg?20250731110512" />
   </fig>
   <p>The theoretical formula (121) gives a smaller velocity than the measured values <xref ref-type="bibr" rid="scirp.144498-1">
     [1]
    </xref> of the terminal velocity. Adjusting the values of a and b by requiring the curve in <xref ref-type="fig" rid="fig2">
     Figure 2
    </xref> to coincide with that in <xref ref-type="fig" rid="fig3">
     Figure 3
    </xref> at two points, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          12 
        </mn> 
        <mtext>
          RT 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           m 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mtext>
          RT 
        </mtext> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          12 
        </mn> 
        <mtext>
          RT 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           m 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mtext>
          RT 
        </mtext> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>, leads to</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        a 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           v 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mtext>
            RT 
          </mtext> 
         </mrow> 
        </msub> 
        <msubsup> 
         <mi>
           m 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mrow> 
          <mrow> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
           <mo>
             / 
           </mo> 
           <mn>
             3 
           </mn> 
          </mrow> 
         </mrow> 
        </msubsup> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <msqrt> 
         <mrow> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mi>
            b 
          </mi> 
          <msub> 
           <mi>
             m 
           </mi> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </msub> 
         </mrow> 
        </msqrt> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mi>
        b 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mi>
          A 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mi>
            A 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           m 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msub> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
          <mi>
            A 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           m 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mrow> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               m 
             </mi> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
            </msub> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <msup> 
             <mi>
               A 
             </mi> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msup> 
            <msub> 
             <mi>
               m 
             </mi> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mi>
        A 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msup> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               m 
             </mi> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               m 
             </mi> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msub> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mo>
           / 
         </mo> 
         <mn>
           3 
         </mn> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </msup> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           v 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mtext>
            RT 
          </mtext> 
         </mrow> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           v 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
          <mtext>
            RT 
          </mtext> 
         </mrow> 
        </msub> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
     </mrow> 
    </math>. (123)</p>
   <p>Inserting for illustration 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         m 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mi>
        μ 
      </mi> 
      <mtext>
        g 
      </mtext> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         m 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        2 
      </mn> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mi>
        μ 
      </mi> 
      <mtext>
        g 
      </mtext> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mtext>
          RT 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mrow> 
       <mtext>
         m 
       </mtext> 
       <mo>
         / 
       </mo> 
       <mtext>
         s 
       </mtext> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <mtext>
          RT 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        2.35 
      </mn> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mrow> 
       <mtext>
         m 
       </mtext> 
       <mo>
         / 
       </mo> 
       <mtext>
         s 
       </mtext> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> from <xref ref-type="fig" rid="fig4">
     Figure 4
    </xref> gives 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        a 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        1.88 
      </mn> 
      <mfrac> 
       <mtext>
         m 
       </mtext> 
       <mtext>
         s 
       </mtext> 
      </mfrac> 
      <mo>
        ⋅ 
      </mo> 
      <mi>
        μ 
      </mi> 
      <msup> 
       <mtext>
         g 
       </mtext> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mo>
           / 
         </mo> 
         <mn>
           3 
         </mn> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        b 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        1.35 
      </mn> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mi>
        μ 
      </mi> 
      <msup> 
       <mtext>
         g 
       </mtext> 
       <mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math>. Since the curves have different shapes other coincidence points will give other values of a and b.</p>
   <p>Accretion increases the mass of the droplet and should therefor make the terminal velocity greater. We shall now investigate the effect of accretion upon the terminal velocity, or whether there will be any terminal velocity at all. Generalizing Equation (110) Newton’s 1. Law then takes the form</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <msubsup> 
           <mi>
             v 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
            <mtext>
              RT 
            </mtext> 
           </mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msubsup> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <msubsup> 
           <mi>
             v 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
            <mtext>
              ART 
            </mtext> 
           </mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msubsup> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <msubsup> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          12 
        </mn> 
        <mtext>
          ART 
        </mtext> 
       </mrow> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msubsup> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mtext>
          eqR 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          12 
        </mn> 
        <mtext>
          ART 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <msubsup> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <mtext>
          RT 
        </mtext> 
       </mrow> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msubsup> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>. (124)</p>
   <p>The positive solution of this equation is</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          12 
        </mn> 
        <mtext>
          ART 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           v 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mtext>
            eqR 
          </mtext> 
         </mrow> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </mfrac> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <msqrt> 
         <mrow> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mn>
            4 
          </mn> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               v 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
              <mtext>
                RT 
              </mtext> 
             </mrow> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               v 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mtext>
                eqR 
              </mtext> 
             </mrow> 
            </msub> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
            <mfrac> 
             <mrow> 
              <msubsup> 
               <mi>
                 v 
               </mi> 
               <mrow> 
                <mn>
                  2 
                </mn> 
                <mtext>
                  RT 
                </mtext> 
               </mrow> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
              </msubsup> 
             </mrow> 
             <mrow> 
              <msubsup> 
               <mi>
                 v 
               </mi> 
               <mrow> 
                <mn>
                  2 
                </mn> 
                <mtext>
                  ART 
                </mtext> 
               </mrow> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
              </msubsup> 
             </mrow> 
            </mfrac> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
        </msqrt> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <msubsup> 
           <mi>
             v 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
            <mtext>
              RT 
            </mtext> 
           </mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msubsup> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <msubsup> 
           <mi>
             v 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
            <mtext>
              ART 
            </mtext> 
           </mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msubsup> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
     </mrow> 
    </math>. (125)</p>
   <p>It should be noted from Equation (16) that the limit with vanishing accretion corresponds to an infinitely large value of 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <mtext>
          ART 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>. Using Equations (120)-(122) to express 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          12 
        </mn> 
        <mtext>
          ART 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>as a function of the mass of the droplet Equation (125) takes the form</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          12 
        </mn> 
        <mtext>
          ART 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        a 
      </mi> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <msqrt> 
         <mrow> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mi>
            b 
          </mi> 
          <mi>
            m 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
            <msub> 
             <mi>
               c 
             </mi> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
            </msub> 
            <msup> 
             <mi>
               m 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mrow> 
               <mn>
                 1 
               </mn> 
               <mo>
                 / 
               </mo> 
               <mn>
                 3 
               </mn> 
              </mrow> 
             </mrow> 
            </msup> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
        </msqrt> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             c 
           </mi> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </msub> 
          <msup> 
           <mi>
             m 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mrow> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
             <mo>
               / 
             </mo> 
             <mn>
               3 
             </mn> 
            </mrow> 
           </mrow> 
          </msup> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           m 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mrow> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
           <mo>
             / 
           </mo> 
           <mn>
             3 
           </mn> 
          </mrow> 
         </mrow> 
        </msup> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
     </mrow> 
    </math>, (126)</p>
   <p>Using Equations (16), (118) and (120) we obtain</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         λ 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          12 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mn>
          16 
        </mn> 
       </mrow> 
       <mn>
         3 
       </mn> 
      </mfrac> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           ρ 
         </mi> 
         <mtext>
           w 
         </mtext> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           ρ 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mtext>
            air 
          </mtext> 
         </mrow> 
        </msub> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           r 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <msubsup> 
         <mi>
           m 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mrow> 
          <mrow> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
           <mo>
             / 
           </mo> 
           <mn>
             3 
           </mn> 
          </mrow> 
         </mrow> 
        </msubsup> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
     </mrow> 
    </math>. (127)</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         λ 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          12 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        2.1 
      </mn> 
      <mo>
        × 
      </mo> 
      <msup> 
       <mrow> 
        <mn>
          10 
        </mn> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mn>
          3 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msup> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <msup> 
       <mtext>
         m 
       </mtext> 
       <mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           ρ 
         </mi> 
         <mtext>
           w 
         </mtext> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         / 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           ρ 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mtext>
            air 
          </mtext> 
         </mrow> 
        </msub> 
       </mrow> 
      </mrow> 
      <mo>
        ≈ 
      </mo> 
      <mn>
        2.5 
      </mn> 
      <mo>
        × 
      </mo> 
      <msup> 
       <mrow> 
        <mn>
          10 
        </mn> 
       </mrow> 
       <mn>
         3 
       </mn> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math> ten kilometres above the surface of the Earth, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         r 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msup> 
       <mrow> 
        <mn>
          10 
        </mn> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mn>
          4 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msup> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
        m 
      </mtext> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         m 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        4.2 
      </mn> 
      <mo>
        × 
      </mo> 
      <msup> 
       <mrow> 
        <mn>
          10 
        </mn> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mn>
          9 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msup> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
        kg 
      </mtext> 
     </mrow> 
    </math> give 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        1.7 
      </mn> 
      <mo>
        × 
      </mo> 
      <msup> 
       <mrow> 
        <mn>
          10 
        </mn> 
       </mrow> 
       <mn>
         4 
       </mn> 
      </msup> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <msup> 
       <mrow> 
        <mtext>
          kg 
        </mtext> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mo>
           / 
         </mo> 
         <mn>
           3 
         </mn> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
   <p>In the physically most interesting case, where the accretion is proportional to the volume swept out by the falling droplet, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        α 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
       <mo>
         / 
       </mo> 
       <mn>
         3 
       </mn> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, giving</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          12 
        </mn> 
        <mtext>
          RT 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mi>
         a 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           c 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
           <mo>
             / 
           </mo> 
           <mn>
             3 
           </mn> 
          </mrow> 
         </mrow> 
        </msub> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <msqrt> 
         <mrow> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mi>
            b 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
            <msub> 
             <mi>
               c 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mrow> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
               <mo>
                 / 
               </mo> 
               <mn>
                 3 
               </mn> 
              </mrow> 
             </mrow> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mi>
            m 
          </mi> 
         </mrow> 
        </msqrt> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           m 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mrow> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
           <mo>
             / 
           </mo> 
           <mn>
             3 
           </mn> 
          </mrow> 
         </mrow> 
        </msup> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
     </mrow> 
    </math>, (128)</p>
   <p>with</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
         <mo>
           / 
         </mo> 
         <mn>
           3 
         </mn> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        4 
      </mn> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           ρ 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mtext>
            mist 
          </mtext> 
         </mrow> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           ρ 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mtext>
            air 
          </mtext> 
         </mrow> 
        </msub> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
     </mrow> 
    </math>. (129)</p>
   <p>The density of air ten kilometres above the surface of the Earth is typically 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         ρ 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mtext>
          air 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0.40 
      </mn> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mrow> 
       <mrow> 
        <mtext>
          kg 
        </mtext> 
       </mrow> 
       <mo>
         / 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mtext>
           m 
         </mtext> 
         <mn>
           3 
         </mn> 
        </msup> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>. As noted in Equation (23) 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         ρ 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mtext>
          mist 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        4 
      </mn> 
      <mo>
        × 
      </mo> 
      <mn>
        2.5 
      </mn> 
      <mo>
        × 
      </mo> 
      <msup> 
       <mrow> 
        <mn>
          10 
        </mn> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mn>
          7 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msup> 
      <msub> 
       <mi>
         ρ 
       </mi> 
       <mtext>
         w 
       </mtext> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msup> 
       <mrow> 
        <mn>
          10 
        </mn> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mn>
          3 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msup> 
      <mrow> 
       <mrow> 
        <mtext>
          kg 
        </mtext> 
       </mrow> 
       <mo>
         / 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mtext>
           m 
         </mtext> 
         <mn>
           3 
         </mn> 
        </msup> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>. Hence, an order of magnitude value of 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
         <mo>
           / 
         </mo> 
         <mn>
           3 
         </mn> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> is 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
         <mo>
           / 
         </mo> 
         <mn>
           3 
         </mn> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        ≈ 
      </mo> 
      <mn>
        4 
      </mn> 
      <mo>
        × 
      </mo> 
      <msup> 
       <mrow> 
        <mn>
          10 
        </mn> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mn>
          3 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math>. The small value of 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
         <mo>
           / 
         </mo> 
         <mn>
           3 
         </mn> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> means that the effect of accretion upon the terminal velocity is negligibly small. The physical reason for this is that the density of the mist is around 400 times smaller than the density of the air in a cloud.</p>
  </sec><sec id="s4">
   <title>4. Resistance without Accretion—Slowly Falling Droplet with Linear Air Resistance</title>
   <p>We shall now calculate the falling velocity, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mtext>
          R 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         t 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, as a function of time of a droplet falling so slowly, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mtext>
          R 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        ≪ 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mtext>
          eqR 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>, that it is sufficient to include the linear term in the expression for the air resistance. Then Newton’s 2. Law reduces to</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mover accent="true"> 
        <mi>
          v 
        </mi> 
        <mo>
          ˙ 
        </mo> 
       </mover> 
       <mrow> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mtext>
          R 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        g 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             v 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
            <mtext>
              R 
            </mtext> 
           </mrow> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             v 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
            <mtext>
              RT 
            </mtext> 
           </mrow> 
          </msub> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, (130)</p>
   <p>where 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mtext>
          RT 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> is given in Equation (102). The velocity and distance moved by the droplet as a function of time and the velocity-height relationship for this case are given in Equations (48)-(50) with 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          11 
        </mn> 
        <mtext>
          AT 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>replaced by 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mtext>
          RT 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>. The present case has also been studied by J. van Boxel <xref ref-type="bibr" rid="scirp.144498-13">
     [13]
    </xref>. The velocity-height relationship is</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         h 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mtext>
          R 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <msubsup> 
         <mi>
           v 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mtext>
            1RT 
          </mtext> 
         </mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msubsup> 
       </mrow> 
       <mi>
         g 
       </mi> 
      </mfrac> 
      <mrow> 
       <mo>
         [ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             v 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
            <mtext>
              R 
            </mtext> 
           </mrow> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             v 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
            <mtext>
              RT 
            </mtext> 
           </mrow> 
          </msub> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mi>
          ln 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               v 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
              <mtext>
                R 
              </mtext> 
             </mrow> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               v 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
              <mtext>
                RT 
              </mtext> 
             </mrow> 
            </msub> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         ] 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>. (131)</p>
   <p>The velocity is plotted from the relationship (131) as a function of the height in <xref ref-type="fig" rid="fig5">
     Figure 5
    </xref>, which is similar to the initial part of <xref ref-type="fig" rid="fig1">
     Figure 1
    </xref>. Equation (131) gives 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mtext>
          R 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        3.85 
      </mn> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mrow> 
       <mtext>
         m 
       </mtext> 
       <mo>
         / 
       </mo> 
       <mtext>
         s 
       </mtext> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mtext>
          R 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mn>
          10 
        </mn> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        10.0 
      </mn> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mrow> 
       <mtext>
         m 
       </mtext> 
       <mo>
         / 
       </mo> 
       <mtext>
         s 
       </mtext> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
   <fig id="fig5" position="float">
    <label>Figure 5</label>
    <caption>
     <title>Figure 5. The velocity measured in m/s as a function of height measured in m as given in Equation (101) for a droplet with radius 0.10 mm to the left and radius 0.35 mm to the right.</title>
    </caption>
    <graphic mimetype="image" position="float" xlink:type="simple" xlink:href="" />
   </fig>
   <fig id="fig5" position="float">
    <label>Figure 5</label>
    <caption>
     <title>Figure 5. The velocity measured in m/s as a function of height measured in m as given in Equation (101) for a droplet with radius 0.10 mm to the left and radius 0.35 mm to the right.</title>
    </caption>
    <graphic mimetype="image" position="float" xlink:type="simple" xlink:href="https://html.scirp.org/file/1724198-rId799.jpeg?20250731110512" />
   </fig>
   <fig id="fig5" position="float">
    <label>Figure 5</label>
    <caption>
     <title>Figure 5. The velocity measured in m/s as a function of height measured in m as given in Equation (101) for a droplet with radius 0.10 mm to the left and radius 0.35 mm to the right.</title>
    </caption>
    <graphic mimetype="image" position="float" xlink:type="simple" xlink:href="https://html.scirp.org/file/1724198-rId800.jpeg?20250731110512" />
   </fig>
   <p>Note that the equation of motion (130) has the same form as that in Equation (47) with accretion given by Equation (43). Hence with both accretion proportional to the mass and independent of the velocity, and resistance which is linear in the velocity, the equation of motion takes the form</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mover accent="true"> 
        <mi>
          v 
        </mi> 
        <mo>
          ˙ 
        </mo> 
       </mover> 
       <mrow> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mtext>
          AR 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        g 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         [ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mfrac> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               v 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mn>
                11 
              </mn> 
              <mtext>
                AT 
              </mtext> 
             </mrow> 
            </msub> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mfrac> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               v 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
              <mtext>
                RT 
              </mtext> 
             </mrow> 
            </msub> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           v 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mtext>
            AR 
          </mtext> 
         </mrow> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ] 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>. (132)</p>
   <p>Equation (132) shows that in this case accretion acts like air resistance. For a droplet with radius 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        r 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0.35 
      </mn> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
        mm 
      </mtext> 
     </mrow> 
    </math> the ratio accretion/resistance in the equation of motion is</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mtext>
          accretion 
        </mtext> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mtext>
          resistance 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           v 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mtext>
            RT 
          </mtext> 
         </mrow> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           v 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mn>
            11 
          </mn> 
          <mtext>
            AT 
          </mtext> 
         </mrow> 
        </msub> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mn>
          14.8 
        </mn> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mrow> 
         <mtext>
           m 
         </mtext> 
         <mo>
           / 
         </mo> 
         <mtext>
           s 
         </mtext> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mn>
          156 
        </mn> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mrow> 
         <mtext>
           m 
         </mtext> 
         <mo>
           / 
         </mo> 
         <mtext>
           s 
         </mtext> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        9.5 
      </mn> 
      <mo>
        × 
      </mo> 
      <msup> 
       <mrow> 
        <mn>
          10 
        </mn> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math>. (133)</p>
   <p>Hence the effect of accretion upon the motion of the droplet is much less than the effect of resistance. The main physical reason for this is that the density of the mist in a typical cloud is much smaller than the density of air.</p>
  </sec><sec id="s5">
   <title>5. Rapidly Falling Droplet—Quadratic Air Resistance</title>
   <p>This case was considered by G. Feinberg <xref ref-type="bibr" rid="scirp.144498-15">
     [15]
    </xref>, J. Lindemuth <xref ref-type="bibr" rid="scirp.144498-16">
     [16]
    </xref>, G. W. Parker <xref ref-type="bibr" rid="scirp.144498-17">
     [17]
    </xref>, P. Timmermann and J. P. van der Weele <xref ref-type="bibr" rid="scirp.144498-18">
     [18]
    </xref> and by S. Dey and A. Gorai <xref ref-type="bibr" rid="scirp.144498-19">
     [19]
    </xref>. We now assume that the velocity, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <mtext>
          R 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         t 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, is so large, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <mtext>
          R 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        ≫ 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          e 
        </mi> 
        <mi>
          q 
        </mi> 
        <mtext>
          R 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>, that the resistance term which is quadratic in the velocity, dominates. This is not a good approximation for the droplet with radius 0.1 mm, but for the sake of comparison we shall nevertheless consider such a small droplet. Then the equation of motion of the droplet reduces to</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mover accent="true"> 
        <mi>
          v 
        </mi> 
        <mo>
          ˙ 
        </mo> 
       </mover> 
       <mrow> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <mtext>
          R 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mi>
         g 
       </mi> 
       <mrow> 
        <msubsup> 
         <mi>
           v 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
          <mtext>
            RT 
          </mtext> 
         </mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msubsup> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <msubsup> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <mtext>
          R 
        </mtext> 
       </mrow> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msubsup> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        g 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>. (134)</p>
   <p>where 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <mtext>
          RT 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> is given in Equation (105). This has the same form as Equation (16) for an accreting droplet where air resistance is neglected. The only difference is that 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          12 
        </mn> 
        <mtext>
          AT 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        69 
      </mn> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mrow> 
       <mtext>
         m 
       </mtext> 
       <mo>
         / 
       </mo> 
       <mtext>
         s 
       </mtext> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> in Equation (16) has been replaced by 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <mtext>
          RT 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        3.9 
      </mn> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mrow> 
       <mtext>
         m 
       </mtext> 
       <mo>
         / 
       </mo> 
       <mtext>
         s 
       </mtext> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> for a droplet with radius 0.35 mm in Equation (134). Hence, the friction term is 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mrow> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               v 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mn>
                12 
              </mn> 
              <mtext>
                AT 
              </mtext> 
             </mrow> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mo>
             / 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               v 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
              <mtext>
                RT 
              </mtext> 
             </mrow> 
            </msub> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msup> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        300 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> times larger in the case of air resistance than with only accretion. So, as we have seen earlier, air resistance acts with a much stronger force upon the droplet than the force-like action of accretion.</p>
   <p>The solution of Equation (134) with the initial condition 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <mtext>
          R 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> is</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <mtext>
          R 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <mtext>
          RT 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mi>
        tanh 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mfrac> 
         <mi>
           g 
         </mi> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             v 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
            <mtext>
              RT 
            </mtext> 
           </mrow> 
          </msub> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>. (135)</p>
   <p>Integrating the equation 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <mtext>
          R 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mrow> 
        <mtext>
          d 
        </mtext> 
        <msub> 
         <mi>
           h 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
          <mtext>
            R 
          </mtext> 
         </mrow> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         / 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mtext>
          d 
        </mtext> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> gives the height as a function of time</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         h 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <mtext>
          R 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <msubsup> 
         <mi>
           v 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
          <mtext>
            RT 
          </mtext> 
         </mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msubsup> 
       </mrow> 
       <mi>
         g 
       </mi> 
      </mfrac> 
      <mi>
        ln 
      </mi> 
      <mi>
        cosh 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mfrac> 
         <mi>
           g 
         </mi> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             v 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
            <mtext>
              RT 
            </mtext> 
           </mrow> 
          </msub> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>. (136)</p>
   <p>It follows from Equations (135) and (136) that in this case the velocity of the droplet as a function of its height is</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <mtext>
          R 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <mtext>
          RT 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <msqrt> 
       <mrow> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <msup> 
         <mtext>
           e 
         </mtext> 
         <mrow> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mrow> 
             <mrow> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
              <mi>
                g 
              </mi> 
             </mrow> 
             <mo>
               / 
             </mo> 
             <mrow> 
              <msub> 
               <mi>
                 v 
               </mi> 
               <mrow> 
                <mtext>
                  2RT 
                </mtext> 
               </mrow> 
              </msub> 
             </mrow> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             h 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
            <mtext>
              R 
            </mtext> 
           </mrow> 
          </msub> 
         </mrow> 
        </msup> 
       </mrow> 
      </msqrt> 
     </mrow> 
    </math>. (137)</p>
   <p>This is plotted in <xref ref-type="fig" rid="fig6">
     Figure 6
    </xref>. Equation (137) gives 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <mtext>
          R 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ≈ 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <mtext>
          R 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mn>
          10 
        </mn> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ≈ 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <mtext>
          RT 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        3.9 
      </mn> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mrow> 
       <mtext>
         m 
       </mtext> 
       <mo>
         / 
       </mo> 
       <mtext>
         s 
       </mtext> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
   <fig id="fig6" position="float">
    <label>Figure 6</label>
    <caption>
     <title>Figure 6. The velocity in m/s as a function of height in m as given in Equation (108) for a droplet with radius 0.10 mm to the left and radius 0.35 mm to the right.</title>
    </caption>
    <graphic mimetype="image" position="float" xlink:type="simple" xlink:href="" />
   </fig>
   <fig id="fig6" position="float">
    <label>Figure 6</label>
    <caption>
     <title>Figure 6. The velocity in m/s as a function of height in m as given in Equation (108) for a droplet with radius 0.10 mm to the left and radius 0.35 mm to the right.</title>
    </caption>
    <graphic mimetype="image" position="float" xlink:type="simple" xlink:href="https://html.scirp.org/file/1724198-rId833.jpeg?20250731110512" />
   </fig>
   <fig id="fig6" position="float">
    <label>Figure 6</label>
    <caption>
     <title>Figure 6. The velocity in m/s as a function of height in m as given in Equation (108) for a droplet with radius 0.10 mm to the left and radius 0.35 mm to the right.</title>
    </caption>
    <graphic mimetype="image" position="float" xlink:type="simple" xlink:href="https://html.scirp.org/file/1724198-rId834.jpeg?20250731110513" />
   </fig>
   <p>The velocity as function of height for a water droplet with radius 0.35 mm as measured by W. Ji et al. <xref ref-type="bibr" rid="scirp.144498-2">
     [2]
    </xref> is shown in <xref ref-type="fig" rid="fig7">
     Figure 7
    </xref>.</p>
   <fig id="fig7" position="float">
    <label>Figure 7</label>
    <caption>
     <title>Figure 7. The velocity as function of height for a water droplet with radius 0.35 mm as measured and calculated by W. Ji et al. <xref ref-type="bibr" rid="scirp.144498-2">
       [2]
      </xref> with quadratic air resistance. The dragging coefficient used by Ji is 

      <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
  
        <msub> 
   
         <mi>
          
    C
   
         </mi> 
   
         <mi>
          
    d
   
         </mi> 
  
        </msub> 
  
        <mo>
         
   =
  
        </mo>
  
        <mn>
         
   2
  
        </mn>
  
        <msub> 
   
         <mi>
          
    λ
   
         </mi> 
   
         <mi>
          
    d
   
         </mi> 
  
        </msub> 
 
       </mrow>

      </math>, where 

      <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
  
        <msub> 
   
         <mi>
          
    λ
   
         </mi> 
   
         <mi>
          
    d
   
         </mi> 
  
        </msub> 
 
       </mrow>

      </math> is given in Equation (115). 

      <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
  
        <msub> 
   
         <mi>
          
    C
   
         </mi> 
   
         <mi>
          
    d
   
         </mi> 
  
        </msub> 
  
        <mo>
         
   =
  
        </mo>
  
        <mn>
         
   0
  
        </mn>
 
       </mrow>

      </math>, the grey curve, corresponds to free fall with 

      <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
  
        <mi>
         
   v
  
        </mi>
  
        <mo>
         
   =
  
        </mo>
  
        <msqrt> 
   
         <mrow> 
    
          <mn>
           
     2
    
          </mn>
    
          <mi>
           
     g
    
          </mi>
    
          <mi>
           
     h
    
          </mi>
   
         </mrow> 
  
        </msqrt> 
 
       </mrow>

      </math>.</title>
    </caption>
    <graphic mimetype="image" position="float" xlink:type="simple" xlink:href="https://html.scirp.org/file/1724198-rId835.jpeg?20250731110513" />
   </fig>
   <p>The right hand graph in <xref ref-type="fig" rid="fig6">
     Figure 6
    </xref> shows a larger velocity than by that of W. Ji et al. <xref ref-type="bibr" rid="scirp.144498-2">
     [2]
    </xref>, in <xref ref-type="fig" rid="fig7">
     Figure 7
    </xref> for a droplet of the same size.</p>
   <p>Differentiating the expression (135) we find that the acceleration of the droplet is</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         a 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <mtext>
          R 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mi>
         g 
       </mi> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mrow> 
          <mi>
            cosh 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mfrac> 
           <mi>
             g 
           </mi> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               v 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
              <mtext>
                RT 
              </mtext> 
             </mrow> 
            </msub> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
          <mi>
            t 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
     </mrow> 
    </math>. (138)</p>
   <p>Comparison with Equation (135) shows that this may be written as</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         a 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <mtext>
          R 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        g 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         [ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <msup> 
         <mrow> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mfrac> 
             <mrow> 
              <msub> 
               <mi>
                 v 
               </mi> 
               <mrow> 
                <mn>
                  2 
                </mn> 
                <mtext>
                  R 
                </mtext> 
               </mrow> 
              </msub> 
             </mrow> 
             <mrow> 
              <msub> 
               <mi>
                 v 
               </mi> 
               <mrow> 
                <mn>
                  2 
                </mn> 
                <mtext>
                  RT 
                </mtext> 
               </mrow> 
              </msub> 
             </mrow> 
            </mfrac> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mo>
         ] 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>. (139)</p>
   <p>This shows how the acceleration decreases rapidly as the velocity approaches the terminal velocity. As seen from Equation (137) and the graphs in <xref ref-type="fig" rid="fig7">
     Figure 7
    </xref>, the velocity approaches very rapidly the terminal velocity and has then a very small acceleration.</p>
  </sec><sec id="s6">
   <title>6. Droplet Falling with Both Linear and Quadratic Air Resistance</title>
   <p>This case has been considered by Jorge Andrade <xref ref-type="bibr" rid="scirp.144498-20">
     [20]
    </xref>, although the expressions he obtained for the velocity, acceleration and position of the droplet are much more complicated than those obtained here. The equation of motion can now be written in the form</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mtext>
          d 
        </mtext> 
        <msub> 
         <mi>
           v 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mn>
            12 
          </mn> 
          <mtext>
            R 
          </mtext> 
         </mrow> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mrow> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mfrac> 
             <mrow> 
              <msub> 
               <mi>
                 v 
               </mi> 
               <mrow> 
                <mn>
                  12 
                </mn> 
                <mtext>
                  R 
                </mtext> 
               </mrow> 
              </msub> 
             </mrow> 
             <mrow> 
              <msub> 
               <mi>
                 v 
               </mi> 
               <mrow> 
                <mn>
                  2 
                </mn> 
                <mtext>
                  RT 
                </mtext> 
               </mrow> 
              </msub> 
             </mrow> 
            </mfrac> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             v 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mn>
              12 
            </mn> 
            <mtext>
              R 
            </mtext> 
           </mrow> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             v 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
            <mtext>
              RT 
            </mtext> 
           </mrow> 
          </msub> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mi>
        g 
      </mi> 
      <mtext>
        d 
      </mtext> 
      <mi>
        t 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>. (140)</p>
   <p>Integrating this with the initial condition 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          12 
        </mn> 
        <mtext>
          R 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> gives. (Two different methods of solving this equation are shown in detail in the Appendices A and B.)</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          12 
        </mn> 
        <mtext>
          R 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <msub> 
         <mi>
           v 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mtext>
            RT 
          </mtext> 
         </mrow> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
          <mover accent="true"> 
           <mi>
             v 
           </mi> 
           <mo>
             ¯ 
           </mo> 
          </mover> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             v 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mtext>
              eqR 
            </mtext> 
           </mrow> 
          </msub> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
        <mi>
          coth 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <mover accent="true"> 
             <mi>
               v 
             </mi> 
             <mo>
               ¯ 
             </mo> 
            </mover> 
            <mi>
              g 
            </mi> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <msubsup> 
             <mi>
               v 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
              <mtext>
                RT 
              </mtext> 
             </mrow> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msubsup> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
          <mi>
            t 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mo>
         ¯ 
       </mo> 
      </mover> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msqrt> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mrow> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mfrac> 
             <mrow> 
              <msub> 
               <mi>
                 v 
               </mi> 
               <mrow> 
                <mtext>
                  eqR 
                </mtext> 
               </mrow> 
              </msub> 
             </mrow> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </mfrac> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <msubsup> 
         <mi>
           v 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
          <mtext>
            RT 
          </mtext> 
         </mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msubsup> 
       </mrow> 
      </msqrt> 
     </mrow> 
    </math>. (141)</p>
   <p>Introducing</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         t 
       </mi> 
       <mo>
         ^ 
       </mo> 
      </mover> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mi>
         t 
       </mi> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <msub> 
       <mi>
         t 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <msub> 
         <mi>
           v 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mtext>
            RT 
          </mtext> 
         </mrow> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           k 
         </mi> 
         <mtext>
           R 
         </mtext> 
        </msub> 
        <mi>
          g 
        </mi> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
     </mrow> 
    </math> (142)</p>
   <p>and the constant</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         k 
       </mi> 
       <mtext>
         R 
       </mtext> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           v 
         </mi> 
         <mo>
           ¯ 
         </mo> 
        </mover> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           v 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mtext>
            eqR 
          </mtext> 
         </mrow> 
        </msub> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msqrt> 
       <mrow> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <msup> 
         <mrow> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mfrac> 
             <mrow> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
              <msub> 
               <mi>
                 v 
               </mi> 
               <mrow> 
                <mn>
                  2 
                </mn> 
                <mtext>
                  RT 
                </mtext> 
               </mrow> 
              </msub> 
             </mrow> 
             <mrow> 
              <msub> 
               <mi>
                 v 
               </mi> 
               <mrow> 
                <mtext>
                  eqR 
                </mtext> 
               </mrow> 
              </msub> 
             </mrow> 
            </mfrac> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
       </mrow> 
      </msqrt> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msqrt> 
       <mrow> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <msup> 
         <mrow> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mfrac> 
             <mrow> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
              <msub> 
               <mi>
                 v 
               </mi> 
               <mrow> 
                <mn>
                  1 
                </mn> 
                <mtext>
                  RT 
                </mtext> 
               </mrow> 
              </msub> 
             </mrow> 
             <mrow> 
              <msub> 
               <mi>
                 v 
               </mi> 
               <mrow> 
                <mn>
                  2 
                </mn> 
                <mtext>
                  RT 
                </mtext> 
               </mrow> 
              </msub> 
             </mrow> 
            </mfrac> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
       </mrow> 
      </msqrt> 
     </mrow> 
    </math> (143)</p>
   <p>the expression (141) for the velocity may be written as</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          12 
        </mn> 
        <mtext>
          R 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <msub> 
         <mi>
           v 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mtext>
            RT 
          </mtext> 
         </mrow> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           k 
         </mi> 
         <mtext>
           R 
         </mtext> 
        </msub> 
        <mi>
          coth 
        </mi> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
         <mo>
           ^ 
         </mo> 
        </mover> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
     </mrow> 
    </math>. (144)</p>
   <p>Inserting 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mtext>
          RT 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        14.8 
      </mn> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mrow> 
       <mtext>
         m 
       </mtext> 
       <mo>
         / 
       </mo> 
       <mtext>
         s 
       </mtext> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mtext>
          2RT 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        3.9 
      </mn> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mrow> 
       <mtext>
         m 
       </mtext> 
       <mo>
         / 
       </mo> 
       <mtext>
         s 
       </mtext> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> gives 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         k 
       </mi> 
       <mtext>
         R 
       </mtext> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        7.7 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         t 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0.39 
      </mn> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
        s 
      </mtext> 
     </mrow> 
    </math>. This is plotted in <xref ref-type="fig" rid="fig8">
     Figure 8
    </xref>.</p>
   <fig id="fig8" position="float">
    <label>Figure 8</label>
    <caption>
     <title>Figure 8. The velocity of a droplet with radius 0.35 mm as function of 

      <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mover accent="true"> 
  
        <mi>
         
   t
  
        </mi> 
  
        <mo>
         
   ^
  
        </mo> 
 
       </mover> 

      </math> with both linear and quadratic air resistance.</title>
    </caption>
    <graphic mimetype="image" position="float" xlink:type="simple" xlink:href="https://html.scirp.org/file/1724198-rId868.jpeg?20250731110513" />
   </fig>
   <p>In the limit of large t we have an asymptotic terminal velocity</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mtext>
          12RT 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <munder> 
       <mrow> 
        <mtext>
          lim 
        </mtext> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mo>
          → 
        </mo> 
        <mi>
          ∞ 
        </mi> 
       </mrow> 
      </munder> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          12 
        </mn> 
        <mtext>
          R 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <msub> 
         <mi>
           v 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mtext>
            RT 
          </mtext> 
         </mrow> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           k 
         </mi> 
         <mtext>
           R 
         </mtext> 
        </msub> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
     </mrow> 
    </math>, (145)</p>
   <p>where the last expression is obtained by using Equation (143) in combination with 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mtext>
          eqR 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mrow> 
        <msubsup> 
         <mi>
           v 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
          <mtext>
            RT 
          </mtext> 
         </mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msubsup> 
       </mrow> 
       <mo>
         / 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           v 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mtext>
            RT 
          </mtext> 
         </mrow> 
        </msub> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>. However, as seen from the graph in <xref ref-type="fig" rid="fig8">
     Figure 8
    </xref>, the droplet arrives at a practically constant velocity close to 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          12 
        </mn> 
        <mtext>
          RT 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>already after 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         t 
       </mi> 
       <mo>
         ^ 
       </mo> 
      </mover> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        2.5 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>, i.e. already after about one second. Using Equation (107) and Equation (143) for 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         k 
       </mi> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> the expression (145) for 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          12 
        </mn> 
        <mtext>
          RT 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> may be written as</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          12 
        </mn> 
        <mtext>
          RT 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           v 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mtext>
            eqR 
          </mtext> 
         </mrow> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </mfrac> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msqrt> 
         <mrow> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <msup> 
           <mrow> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mfrac> 
               <mrow> 
                <mn>
                  2 
                </mn> 
                <msub> 
                 <mi>
                   v 
                 </mi> 
                 <mrow> 
                  <mn>
                    1 
                  </mn> 
                  <mtext>
                    RT 
                  </mtext> 
                 </mrow> 
                </msub> 
               </mrow> 
               <mrow> 
                <msub> 
                 <mi>
                   v 
                 </mi> 
                 <mrow> 
                  <mn>
                    2 
                  </mn> 
                  <mtext>
                    RT 
                  </mtext> 
                 </mrow> 
                </msub> 
               </mrow> 
              </mfrac> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
         </mrow> 
        </msqrt> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           k 
         </mi> 
         <mtext>
           R 
         </mtext> 
        </msub> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           v 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mtext>
            eqR 
          </mtext> 
         </mrow> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </mfrac> 
     </mrow> 
    </math> (146)</p>
   <p>in agreement with Equation (112) for the terminal velocity. It may also be noted that in the case with only linear resistance 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <mtext>
          RT 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        → 
      </mo> 
      <mi>
        ∞ 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>, and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mo>
         ¯ 
       </mo> 
      </mover> 
      <mo>
        → 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <mtext>
          RT 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>, so that the expression (146) reduces to (48), and in the case with only quadratic air resistance 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        → 
      </mo> 
      <mi>
        ∞ 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>, the expression (146) reduces to (131), as shown in appendix A. For droplets with radii 0.1mm and 0.35 mm the constant 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         k 
       </mi> 
       <mtext>
         R 
       </mtext> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> has the values 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         k 
       </mi> 
       <mtext>
         R 
       </mtext> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        1.60 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> and 7.7. For a droplet with radius 0.35 mm this gives 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          12 
        </mn> 
        <mtext>
          RT 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        3.4 
      </mn> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mrow> 
       <mtext>
         m 
       </mtext> 
       <mo>
         / 
       </mo> 
       <mtext>
         s 
       </mtext> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
   <p>Differentiation of the velocity (144) gives the acceleration</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         a 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          12 
        </mn> 
        <mtext>
          R 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msup> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               k 
             </mi> 
             <mtext>
               R 
             </mtext> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <mi>
              sinh 
            </mi> 
            <mover accent="true"> 
             <mi>
               t 
             </mi> 
             <mo>
               ^ 
             </mo> 
            </mover> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
            <msub> 
             <mi>
               k 
             </mi> 
             <mtext>
               R 
             </mtext> 
            </msub> 
            <mi>
              cosh 
            </mi> 
            <mover accent="true"> 
             <mi>
               t 
             </mi> 
             <mo>
               ^ 
             </mo> 
            </mover> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msup> 
      <mi>
        g 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>. (147)</p>
   <p>Note that the acceleration decreases steadily from an initial value 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         a 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          12 
        </mn> 
        <mtext>
          R 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        g 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math> to an asymptotically vanishing value. With an initial value 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         h 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          12 
        </mn> 
        <mtext>
          R 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> the height 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         h 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          12 
        </mn> 
        <mtext>
          R 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> as a function of time is</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         h 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          12 
        </mn> 
        <mtext>
          R 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        2 
      </mn> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mtext>
          RT 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mstyle displaystyle="true"> 
       <mrow> 
        <munderover> 
         <mo>
           ∫ 
         </mo> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
        </munderover> 
        <mrow> 
         <mfrac> 
          <mrow> 
           <mtext>
             d 
           </mtext> 
           <mi>
             t 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              k 
            </mi> 
            <mtext>
              R 
            </mtext> 
           </msub> 
           <mi>
             coth 
           </mi> 
           <mover accent="true"> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
            <mo>
              ^ 
            </mo> 
           </mover> 
          </mrow> 
         </mfrac> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </mstyle> 
     </mrow> 
    </math>, (148)</p>
   <p>giving</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         h 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          12 
        </mn> 
        <mtext>
          R 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         h 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mtext>
          RT 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         [ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          ln 
        </mi> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             k 
           </mi> 
           <mtext>
             R 
           </mtext> 
          </msub> 
          <mi>
            coth 
          </mi> 
          <mover accent="true"> 
           <mi>
             t 
           </mi> 
           <mo>
             ^ 
           </mo> 
          </mover> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mrow> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mi>
                coth 
              </mi> 
              <mover accent="true"> 
               <mi>
                 t 
               </mi> 
               <mo>
                 ^ 
               </mo> 
              </mover> 
              <mo>
                + 
              </mo> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <mfrac> 
             <mrow> 
              <msub> 
               <mi>
                 k 
               </mi> 
               <mtext>
                 R 
               </mtext> 
              </msub> 
              <mo>
                + 
              </mo> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
             </mrow> 
             <mrow> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
              <msub> 
               <mi>
                 k 
               </mi> 
               <mtext>
                 R 
               </mtext> 
              </msub> 
             </mrow> 
            </mfrac> 
           </mrow> 
          </msup> 
          <msup> 
           <mrow> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mi>
                coth 
              </mi> 
              <mover accent="true"> 
               <mi>
                 t 
               </mi> 
               <mo>
                 ^ 
               </mo> 
              </mover> 
              <mo>
                − 
              </mo> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <mfrac> 
             <mrow> 
              <msub> 
               <mi>
                 k 
               </mi> 
               <mtext>
                 R 
               </mtext> 
              </msub> 
              <mo>
                − 
              </mo> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
             </mrow> 
             <mrow> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
              <msub> 
               <mi>
                 k 
               </mi> 
               <mtext>
                 R 
               </mtext> 
              </msub> 
             </mrow> 
            </mfrac> 
           </mrow> 
          </msup> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
       </mrow> 
       <mo>
         ] 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <msub> 
       <mi>
         h 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mtext>
          RT 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <msubsup> 
         <mi>
           v 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
          <mtext>
            RT 
          </mtext> 
         </mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msubsup> 
       </mrow> 
       <mi>
         g 
       </mi> 
      </mfrac> 
     </mrow> 
    </math>. (149)</p>
   <p>It is shown in Appendix D that this expression can be given the simpler form</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         h 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          12 
        </mn> 
        <mtext>
          RTvs 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         h 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mtext>
          RT 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         [ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          ln 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            cosh 
          </mi> 
          <mover accent="true"> 
           <mi>
             t 
           </mi> 
           <mo>
             ^ 
           </mo> 
          </mover> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mfrac> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               k 
             </mi> 
             <mtext>
               R 
             </mtext> 
            </msub> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
          <mi>
            sinh 
          </mi> 
          <mover accent="true"> 
           <mi>
             t 
           </mi> 
           <mo>
             ^ 
           </mo> 
          </mover> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             k 
           </mi> 
           <mtext>
             R 
           </mtext> 
          </msub> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
         <mo>
           ^ 
         </mo> 
        </mover> 
       </mrow> 
       <mo>
         ] 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>. (150)</p>
   <p>This is plotted in <xref ref-type="fig" rid="fig9">
     Figure 9
    </xref>.</p>
   <fig id="fig9" position="float">
    <label>Figure 9</label>
    <caption>
     <title>Figure 9. The falling distance of a droplet with radius 0.35 mm in m as a function of 

      <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mover accent="true"> 
  
        <mi>
         
   t
  
        </mi> 
  
        <mo>
         
   ^
  
        </mo> 
 
       </mover> 

      </math> with both linear and quadratic air resistance. The straight part of the curve indicates a constant velocity.</title>
    </caption>
    <graphic mimetype="image" position="float" xlink:type="simple" xlink:href="https://html.scirp.org/file/1724198-rId911.jpeg?20250731110513" />
   </fig>
   <p>Andrade <xref ref-type="bibr" rid="scirp.144498-20">
     [20]
    </xref> also found expressions for the velocity, acceleration and position of a body falling under both linear and quadratic resistance, but his expressions are much more complicated than those deduced here. From Equation (144) we get</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         k 
       </mi> 
       <mtext>
         R 
       </mtext> 
      </msub> 
      <mi>
        coth 
      </mi> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         t 
       </mi> 
       <mo>
         ^ 
       </mo> 
      </mover> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <msub> 
         <mi>
           v 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mtext>
            RT 
          </mtext> 
         </mrow> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           v 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mn>
            12 
          </mn> 
          <mtext>
            R 
          </mtext> 
         </mrow> 
        </msub> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
     </mrow> 
    </math>. (151)</p>
   <p>Inserting this into Equation (149) gives the velocity-height relationship</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         h 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mtext>
          12R 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         h 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mtext>
          RT 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mi>
        ln 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         { 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mrow> 
          <mrow> 
           <mo>
             [ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <msub> 
               <mi>
                 k 
               </mi> 
               <mtext>
                 R 
               </mtext> 
              </msub> 
              <mo>
                + 
              </mo> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
            <mfrac> 
             <mrow> 
              <msub> 
               <mi>
                 v 
               </mi> 
               <mrow> 
                <mn>
                  12 
                </mn> 
                <mtext>
                  R 
                </mtext> 
               </mrow> 
              </msub> 
             </mrow> 
             <mrow> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
              <msub> 
               <mi>
                 v 
               </mi> 
               <mrow> 
                <mn>
                  1 
                </mn> 
                <mtext>
                  RT 
                </mtext> 
               </mrow> 
              </msub> 
             </mrow> 
            </mfrac> 
           </mrow> 
           <mo>
             ] 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <msub> 
             <mi>
               k 
             </mi> 
             <mtext>
               R 
             </mtext> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
            <msub> 
             <mi>
               k 
             </mi> 
             <mtext>
               R 
             </mtext> 
            </msub> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
         </mrow> 
        </msup> 
        <msup> 
         <mrow> 
          <mrow> 
           <mo>
             [ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <msub> 
               <mi>
                 k 
               </mi> 
               <mtext>
                 R 
               </mtext> 
              </msub> 
              <mo>
                − 
              </mo> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
            <mfrac> 
             <mrow> 
              <msub> 
               <mi>
                 v 
               </mi> 
               <mrow> 
                <mn>
                  12 
                </mn> 
                <mtext>
                  R 
                </mtext> 
               </mrow> 
              </msub> 
             </mrow> 
             <mrow> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
              <msub> 
               <mi>
                 v 
               </mi> 
               <mrow> 
                <mn>
                  1 
                </mn> 
                <mtext>
                  RT 
                </mtext> 
               </mrow> 
              </msub> 
             </mrow> 
            </mfrac> 
           </mrow> 
           <mo>
             ] 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
            <msub> 
             <mi>
               k 
             </mi> 
             <mtext>
               R 
             </mtext> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
            <msub> 
             <mi>
               k 
             </mi> 
             <mtext>
               R 
             </mtext> 
            </msub> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
         </mrow> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mo>
         } 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>. (152)</p>
   <p>This expression contains two singularities, at the velocities</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          12 
        </mn> 
        <mtext>
          R 
        </mtext> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <msub> 
         <mi>
           V 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mtext>
            RT 
          </mtext> 
         </mrow> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           k 
         </mi> 
         <mtext>
           R 
         </mtext> 
        </msub> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          12 
        </mn> 
        <mtext>
          R 
        </mtext> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <msub> 
         <mi>
           V 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mtext>
            RT 
          </mtext> 
         </mrow> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           k 
         </mi> 
         <mtext>
           R 
         </mtext> 
        </msub> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
     </mrow> 
    </math>. (153)</p>
   <p>For a droplet with radius 0.35 mm 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mi>
          R 
        </mi> 
        <mi>
          T 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        14.8 
      </mn> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mrow> 
       <mtext>
         m 
       </mtext> 
       <mo>
         / 
       </mo> 
       <mtext>
         s 
       </mtext> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         k 
       </mi> 
       <mtext>
         R 
       </mtext> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        7.7 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>. Hence 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          12 
        </mn> 
        <mtext>
          RT 
        </mtext> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        &lt; 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> which is not physically relevant without vertical air motion. Comparing Equations (153) and (145) it is seen that 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          12 
        </mn> 
        <mtext>
          R 
        </mtext> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          12 
        </mn> 
        <mtext>
          RT 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>. This provides an explanation for the singularity in the expression (152). The droplet uses an infinitely long time to reach the velocity 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          12 
        </mn> 
        <mtext>
          R 
        </mtext> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>. Therefore, it must fall an infinitely long distance in order to obtain this velocity, which is of course not physically possible.</p>
   <p>The velocity 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          12 
        </mn> 
        <mtext>
          R 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> as given in Equation (152) is plotted as function of 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         h 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          12 
        </mn> 
        <mtext>
          R 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> in <xref ref-type="fig" rid="fig10">
     Figure 10
    </xref> for a droplet with radius 0.35 mm.</p>
   <fig id="fig10" position="float">
    <label>Figure 10</label>
    <caption>
     <title>Figure 10. The velocity 

      <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
  
        <msub> 
   
         <mi>
          
    v
   
         </mi> 
   
         <mrow> 
    
          <mn>
           
     12
    
          </mn>
    
          <mtext>
           
     R
    
          </mtext>
   
         </mrow> 
  
        </msub> 
 
       </mrow>

      </math> in m/s as a function of height (positive in the downwards direction) in m as given in Equation (151) for a droplet with radius 0.35 mm. It is seen that the velocity approaches the asymptotic velocity 

      <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
  
        <msub> 
   
         <mi>
          
    v
   
         </mi> 
   
         <mrow> 
    
          <mn>
           
     12
    
          </mn>
    
          <mtext>
           
     RT
    
          </mtext>
   
         </mrow> 
  
        </msub> 
  
        <mo>
         
   =
  
        </mo>
  
        <mn>
         
   3.4
  
        </mn>
  
        <mtext>
         
    
  
        </mtext>
  
        <mrow>
   
         <mtext>
          
    m
   
         </mtext>
   
         <mo>
          
    /
   
         </mo>
   
         <mtext>
          
    s
   
         </mtext>
  
        </mrow> 
 
       </mrow>

      </math> already after having fallen about 2.5 m. The following values have been used: 

      <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
  
        <msub> 
   
         <mi>
          
    v
   
         </mi> 
   
         <mrow> 
    
          <mn>
           
     1
    
          </mn>
    
          <mtext>
           
     RT
    
          </mtext>
   
         </mrow> 
  
        </msub> 
  
        <mo>
         
   =
  
        </mo>
  
        <mn>
         
   14.8
  
        </mn>
  
        <mtext>
         
    
  
        </mtext>
  
        <mrow>
   
         <mtext>
          
    m
   
         </mtext>
   
         <mo>
          
    /
   
         </mo>
   
         <mtext>
          
    s
   
         </mtext>
  
        </mrow> 
 
       </mrow>

      </math>, 

      <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
  
        <msub> 
   
         <mi>
          
    v
   
         </mi> 
   
         <mrow> 
    
          <mn>
           
     2
    
          </mn>
    
          <mtext>
           
     RT
    
          </mtext>
   
         </mrow> 
  
        </msub> 
  
        <mo>
         
   =
  
        </mo>
  
        <mn>
         
   3.9
  
        </mn>
  
        <mtext>
         
    
  
        </mtext>
  
        <mrow>
   
         <mtext>
          
    m
   
         </mtext>
   
         <mo>
          
    /
   
         </mo>
   
         <mtext>
          
    s
   
         </mtext>
  
        </mrow> 
 
       </mrow>

      </math>, and 

      <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
  
        <msub> 
   
         <mi>
          
    k
   
         </mi> 
   
         <mtext>
          
    R
   
         </mtext> 
  
        </msub> 
  
        <mo>
         
   =
  
        </mo>
  
        <mn>
         
   7.7
  
        </mn>
 
       </mrow>

      </math>. This velocity is in good agreement with those measured by W. Ji and co-workers <xref ref-type="bibr" rid="scirp.144498-2">
       [2]
      </xref> and shown in <xref ref-type="fig" rid="fig6">
       Figure 6
      </xref>.</title>
    </caption>
    <graphic mimetype="image" position="float" xlink:type="simple" xlink:href="https://html.scirp.org/file/1724198-rId936.jpeg?20250731110513" />
   </fig>
   <p>We see from the graph that 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          12 
        </mn> 
        <mtext>
          R 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        2.6 
      </mn> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mrow> 
       <mtext>
         m 
       </mtext> 
       <mo>
         / 
       </mo> 
       <mtext>
         s 
       </mtext> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>. The graph shows that there is reasonably good agreement with the results obtained in the measurements performed by W. Ji et al. <xref ref-type="bibr" rid="scirp.144498-2">
     [2]
    </xref>, although not as good as with only the contribution to the air resistance which is linear in velocity.</p>
  </sec><sec id="s7">
   <title>7. Effect of Variation of Air Density with Height Upon the Motion of a Droplet</title>
   <p>The density of the atmosphere usually decreases with height. Hence we shall now focus upon the effect of increasing air density at the position of the droplet as it falls downwards, upon the motion of the droplet. We shall consider two idealizations, an isothermal atmosphere and an atmosphere with an adiabatic temperature gradient.</p>
   <sec id="s7_1">
    <title>7.1. Isothermal Atmosphere</title>
    <p>This case has earlier been considered by P. Mohazzabi and J. H. Shea <xref ref-type="bibr" rid="scirp.144498-21">
      [21]
     </xref>, and I shall here review their analysis. In the case of an isothermal atmosphere the density decreases with height in an exponential way,</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         ρ 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          ρ 
        </mi> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </msub> 
       <msup> 
        <mtext>
          e 
        </mtext> 
        <mrow> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mi>
            z 
          </mi> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              z 
            </mi> 
            <mtext>
              T 
            </mtext> 
           </msub> 
          </mrow> 
         </mfrac> 
        </mrow> 
       </msup> 
      </mrow> 
     </math>, (154)</p>
    <p>where 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          ρ 
        </mi> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> is the density at the sea level, and 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          z 
        </mi> 
        <mtext>
          T 
        </mtext> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> is the characteristic height of the isothermal atmosphere,</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          z 
        </mi> 
        <mtext>
          T 
        </mtext> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <mi>
           R 
         </mi> 
         <mi>
           T 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mi>
           M 
         </mi> 
         <mi>
           g 
         </mi> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
      </mrow> 
     </math>. (155)</p>
    <p>Here R is the molar gas constant, T the absolute temperature and M the average molar mass of the air molecules. Inserting the values M = 0.0288 kg/mol and T = 254 K gives 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          z 
        </mi> 
        <mi>
          T 
        </mi> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         7.5 
       </mn> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mtext>
         km 
       </mtext> 
      </mrow> 
     </math>.</p>
    <p>The velocity of a non-accreting droplet moving in this atmosphere under quadratic air resistance will be called 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          v 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
         <mtext>
           iso 
         </mtext> 
        </mrow> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math>. We here introduce the height z with positive z-direction pointing downwards, as a variable instead of t, utilizing that 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mtext>
         d 
       </mtext> 
       <mi>
         z 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          v 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
         <mtext>
           iso 
         </mtext> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mtext>
         d 
       </mtext> 
       <mi>
         t 
       </mi> 
      </mrow> 
     </math>. Then using Equations (105) and (154), the equation of motion, Equation (134), of the droplet may be written as</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <mtext>
           d 
         </mtext> 
         <msub> 
          <mi>
            v 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
           <mtext>
             iso 
           </mtext> 
          </mrow> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mtext>
           d 
         </mtext> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          v 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
         <mtext>
           iso 
         </mtext> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <mtext>
           d 
         </mtext> 
         <msub> 
          <mi>
            v 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
           <mtext>
             iso 
           </mtext> 
          </mrow> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mtext>
           d 
         </mtext> 
         <mi>
           z 
         </mi> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mi>
         g 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mrow> 
           <msubsup> 
            <mi>
              v 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
             <mtext>
               iso 
             </mtext> 
            </mrow> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msubsup> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <msubsup> 
            <mi>
              v 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
             <mtext>
               RT 
             </mtext> 
            </mrow> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msubsup> 
          </mrow> 
         </mfrac> 
         <msup> 
          <mtext>
            e 
          </mtext> 
          <mrow> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mtext>
               
           </mtext> 
           <mfrac> 
            <mi>
              z 
            </mi> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                z 
              </mi> 
              <mtext>
                T 
              </mtext> 
             </msub> 
            </mrow> 
           </mfrac> 
          </mrow> 
         </msup> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>. (156)</p>
    <p>This equation is solved in Appendix C. The solution with the initial condition 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          v 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
         <mtext>
           iso 
         </mtext> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math> is</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          v 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
         <mtext>
           iso 
         </mtext> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          v 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mtext>
           2RT 
         </mtext> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <msqrt> 
        <mrow> 
         <mi>
           p 
         </mi> 
         <msup> 
          <mtext>
            e 
          </mtext> 
          <mrow> 
           <mi>
             p 
           </mi> 
           <msup> 
            <mtext>
              e 
            </mtext> 
            <mrow> 
             <mrow> 
              <mi>
                z 
              </mi> 
              <mo>
                / 
              </mo> 
              <mrow> 
               <msub> 
                <mi>
                  z 
                </mi> 
                <mtext>
                  T 
                </mtext> 
               </msub> 
              </mrow> 
             </mrow> 
            </mrow> 
           </msup> 
          </mrow> 
         </msup> 
         <mrow> 
          <mo>
            [ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             E 
           </mi> 
           <mi>
             i 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mi>
               p 
             </mi> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mi>
             E 
           </mi> 
           <mi>
             i 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mi>
               p 
             </mi> 
             <msup> 
              <mtext>
                e 
              </mtext> 
              <mrow> 
               <mo>
                 − 
               </mo> 
               <mrow> 
                <mi>
                  z 
                </mi> 
                <mo>
                  / 
                </mo> 
                <mrow> 
                 <msub> 
                  <mi>
                    z 
                  </mi> 
                  <mtext>
                    T 
                  </mtext> 
                 </msub> 
                </mrow> 
               </mrow> 
              </mrow> 
             </msup> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mo>
            ] 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </msqrt> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mi>
         p 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
         <mi>
           g 
         </mi> 
         <msub> 
          <mi>
            z 
          </mi> 
          <mtext>
            T 
          </mtext> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <msubsup> 
          <mi>
            v 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
           <mtext>
             RT 
           </mtext> 
          </mrow> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msubsup> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
      </mrow> 
     </math>, (157)</p>
    <p>where Ei is a function called the exponential integral. Inserting 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         g 
       </mi> 
       <mo>
         ≈ 
       </mo> 
       <mn>
         10 
       </mn> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mrow> 
        <mtext>
          m 
        </mtext> 
        <mo>
          / 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msup> 
          <mtext>
            s 
          </mtext> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msup> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>, 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          z 
        </mi> 
        <mtext>
          T 
        </mtext> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         7.5 
       </mn> 
       <mo>
         × 
       </mo> 
       <msup> 
        <mrow> 
         <mn>
           10 
         </mn> 
        </mrow> 
        <mn>
          3 
        </mn> 
       </msup> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mtext>
         m 
       </mtext> 
      </mrow> 
     </math> and 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          v 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
         <mtext>
           RT 
         </mtext> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         3.9 
       </mn> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mrow> 
        <mtext>
          m 
        </mtext> 
        <mo>
          / 
        </mo> 
        <mtext>
          s 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> for a droplet with radius 0.35 mm gives 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         p 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         10000 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>.</p>
   </sec>
   <sec id="s7_2">
    <title>7.2. Adiabatic Atmosphere</title>
    <p>It is unusual that the atmosphere has the same temperature at different heights. An adiabatic atmosphere is a better approximation to the real atmosphere. The change of density with height of an adiabatic atmosphere is <xref ref-type="bibr" rid="scirp.144498-22">
      [22]
     </xref></p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         ρ 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          z 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          ρ 
        </mi> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </msub> 
       <msup> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mfrac> 
            <mrow> 
             <mi>
               γ 
             </mi> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
            </mrow> 
            <mi>
              γ 
            </mi> 
           </mfrac> 
           <mfrac> 
            <mi>
              z 
            </mi> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                z 
              </mi> 
              <mtext>
                T 
              </mtext> 
             </msub> 
            </mrow> 
           </mfrac> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mfrac> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mrow> 
           <mi>
             γ 
           </mi> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </mrow> 
         </mfrac> 
        </mrow> 
       </msup> 
      </mrow> 
     </math>, (158)</p>
    <p>where 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         γ 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         1.4 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math> for the standard atmosphere. The upper bound, 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          z 
        </mi> 
        <mtext>
          A 
        </mtext> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math>, of the adiabatic atmosphere is defined by 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         ρ 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            z 
          </mi> 
          <mtext>
            A 
          </mtext> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>, giving</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          z 
        </mi> 
        <mtext>
          A 
        </mtext> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mi>
          γ 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           γ 
         </mi> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <msub> 
        <mi>
          z 
        </mi> 
        <mtext>
          T 
        </mtext> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math>. (159)</p>
    <p>With 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         γ 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         1.4 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math> and 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          z 
        </mi> 
        <mtext>
          T 
        </mtext> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         7.5 
       </mn> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mtext>
         km 
       </mtext> 
      </mrow> 
     </math> this gives 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          z 
        </mi> 
        <mtext>
          T 
        </mtext> 
       </msub> 
       <mo>
         ≈ 
       </mo> 
       <mn>
         26 
       </mn> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mtext>
         km 
       </mtext> 
      </mrow> 
     </math>.</p>
    <p>In this case the equation of motion (134) is replaced by</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          v 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
         <mtext>
           ad 
         </mtext> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <mtext>
           d 
         </mtext> 
         <msub> 
          <mi>
            v 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
           <mtext>
             ad 
           </mtext> 
          </mrow> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mtext>
           d 
         </mtext> 
         <mi>
           z 
         </mi> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </mfrac> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <mtext>
           d 
         </mtext> 
         <msubsup> 
          <mi>
            v 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
           <mtext>
             ad 
           </mtext> 
          </mrow> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msubsup> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mtext>
           d 
         </mtext> 
         <mi>
           z 
         </mi> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <mi>
         g 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          [ 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mrow> 
           <msubsup> 
            <mi>
              v 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
             <mtext>
               ad 
             </mtext> 
            </mrow> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msubsup> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <msubsup> 
            <mi>
              v 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
             <mtext>
               RT 
             </mtext> 
            </mrow> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msubsup> 
          </mrow> 
         </mfrac> 
         <msup> 
          <mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mfrac> 
              <mrow> 
               <mi>
                 γ 
               </mi> 
               <mo>
                 − 
               </mo> 
               <mn>
                 1 
               </mn> 
              </mrow> 
              <mi>
                γ 
              </mi> 
             </mfrac> 
             <mfrac> 
              <mi>
                z 
              </mi> 
              <mrow> 
               <msub> 
                <mi>
                  z 
                </mi> 
                <mtext>
                  T 
                </mtext> 
               </msub> 
              </mrow> 
             </mfrac> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <mfrac> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
            <mrow> 
             <mi>
               γ 
             </mi> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
            </mrow> 
           </mfrac> 
          </mrow> 
         </msup> 
        </mrow> 
        <mo>
          ] 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>. (160)</p>
    <p>The numerical solution of this is shown graphically in <xref ref-type="fig" rid="fig10">
      Figure 10
     </xref>. Comparing <xref ref-type="fig" rid="fig9">
      Figure 9
     </xref> and <xref ref-type="fig" rid="fig10">
      Figure 10
     </xref> it is seen that the velocities of the droplet in isothermal- and adiabatic atmospheres are nearly equal to each other.</p>
    <p>Introducing</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         u 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <msubsup> 
          <mi>
            v 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
           <mtext>
             ad 
           </mtext> 
          </mrow> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msubsup> 
        </mrow> 
        <mo>
          / 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msubsup> 
          <mi>
            v 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
           <mtext>
             RT 
           </mtext> 
          </mrow> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msubsup> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>, 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <msup> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mfrac> 
            <mrow> 
             <mi>
               γ 
             </mi> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
            </mrow> 
            <mi>
              γ 
            </mi> 
           </mfrac> 
           <mfrac> 
            <mi>
              z 
            </mi> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                z 
              </mi> 
              <mi>
                T 
              </mi> 
             </msub> 
            </mrow> 
           </mfrac> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mfrac> 
          <mi>
            γ 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mi>
             γ 
           </mi> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </mrow> 
         </mfrac> 
        </mrow> 
       </msup> 
      </mrow> 
     </math>, (161)</p>
    <p>where 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
       <mo>
         ≤ 
       </mo> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         ≤ 
       </mo> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>, Equation (159) takes the form</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <mtext>
           d 
         </mtext> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mtext>
           d 
         </mtext> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <mi>
         p 
       </mi> 
       <mi>
         u 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
        <mrow> 
         <msup> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mrow> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
            <mo>
              / 
            </mo> 
            <mi>
              γ 
            </mi> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </msup> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
      </mrow> 
     </math>. (162)</p>
    <p>where p is given in Equation (157).</p>
    <p>With the initial condition 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          v 
        </mi> 
        <mn>
          6 
        </mn> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>, i.e. 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         u 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>, the solution of Equation (161) takes the form</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         u 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
        <mrow> 
         <msup> 
          <mtext>
            e 
          </mtext> 
          <mrow> 
           <mi>
             p 
           </mi> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
          </mrow> 
         </msup> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <mstyle displaystyle="true"> 
        <mrow> 
         <munderover> 
          <mo>
            ∫ 
          </mo> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
         </munderover> 
         <mrow> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <msup> 
             <mtext>
               e 
             </mtext> 
             <mrow> 
              <mi>
                p 
              </mi> 
              <mi>
                x 
              </mi> 
             </mrow> 
            </msup> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <msup> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mrow> 
               <mn>
                 1 
               </mn> 
               <mo>
                 / 
               </mo> 
               <mi>
                 γ 
               </mi> 
              </mrow> 
             </mrow> 
            </msup> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
          <mtext>
            d 
          </mtext> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </mstyle> 
      </mrow> 
     </math>. (163)</p>
    <p>This can be expressed in terms of the 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        Γ 
      </mi> 
     </math>-function,</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         u 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msup> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mo>
            / 
          </mo> 
          <mi>
            γ 
          </mi> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </msup> 
       <msup> 
        <mtext>
          e 
        </mtext> 
        <mrow> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mi>
           p 
         </mi> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
        </mrow> 
       </msup> 
       <mrow> 
        <mo>
          [ 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           Γ 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mfrac> 
            <mrow> 
             <mi>
               γ 
             </mi> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
            </mrow> 
            <mi>
              γ 
            </mi> 
           </mfrac> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mtext>
               
           </mtext> 
           <mtext>
               
           </mtext> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mtext>
               
           </mtext> 
           <mi>
             p 
           </mi> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mi>
           Γ 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mfrac> 
            <mrow> 
             <mi>
               γ 
             </mi> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
            </mrow> 
            <mi>
              γ 
            </mi> 
           </mfrac> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mtext>
               
           </mtext> 
           <mtext>
               
           </mtext> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mtext>
               
           </mtext> 
           <mi>
             p 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mo>
          ] 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>. (164)</p>
    <p>Hence</p>
    <p>
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          v 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
         <mtext>
           ad 
         </mtext> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          v 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
         <mtext>
           RT 
         </mtext> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <msup> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mfrac> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
           <mi>
             γ 
           </mi> 
          </mrow> 
         </mfrac> 
        </mrow> 
       </msup> 
       <msup> 
        <mtext>
          e 
        </mtext> 
        <mrow> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mfrac> 
          <mi>
            p 
          </mi> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </mfrac> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
        </mrow> 
       </msup> 
       <msup> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            [ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             Γ 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mfrac> 
              <mrow> 
               <mi>
                 γ 
               </mi> 
               <mo>
                 − 
               </mo> 
               <mn>
                 1 
               </mn> 
              </mrow> 
              <mi>
                γ 
              </mi> 
             </mfrac> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
             <mtext>
                 
             </mtext> 
             <mtext>
                 
             </mtext> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mtext>
                 
             </mtext> 
             <mi>
               p 
             </mi> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mi>
             Γ 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mfrac> 
              <mrow> 
               <mi>
                 γ 
               </mi> 
               <mo>
                 − 
               </mo> 
               <mn>
                 1 
               </mn> 
              </mrow> 
              <mi>
                γ 
              </mi> 
             </mfrac> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
             <mtext>
                 
             </mtext> 
             <mtext>
                 
             </mtext> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mtext>
                 
             </mtext> 
             <mi>
               p 
             </mi> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mo>
            ] 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mo>
            / 
          </mo> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </msup> 
      </mrow> 
     </math>. (165)</p>
    <p>One may wonder why the droplet falling in an adiabatic atmosphere from a given height moves faster than a droplet falling from the same height in an isothermal atmosphere. Introducing 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          z 
        </mi> 
        <mo>
          / 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            z 
          </mi> 
          <mtext>
            T 
          </mtext> 
         </msub> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> in Equations (154) and (158), and inserting the value 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         γ 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         1.4 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>, the ratios of the density of the adiabatic and isothermal atmospheres at a height z is</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            ρ 
          </mi> 
          <mtext>
            A 
          </mtext> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            ρ 
          </mi> 
          <mtext>
            T 
          </mtext> 
         </msub> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msup> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mfrac> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
            <mn>
              7 
            </mn> 
           </mfrac> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mn>
           2.5 
         </mn> 
        </mrow> 
       </msup> 
       <msup> 
        <mtext>
          e 
        </mtext> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
       </msup> 
      </mrow> 
     </math>. (166)</p>
    <p>This is plotted in <xref ref-type="fig" rid="fig11">
      Figure 11
     </xref>. We see from the graph that at a height above 13.5 km the density of the adiabatic atmosphere is smaller than the density of the isothermal atmosphere. Hence, starting above this height the droplets will fall with a greater velocity in an adiabatic atmosphere than those in an isothermal atmosphere.</p>
    <fig id="fig11" position="float">
     <label>Figure 11</label>
     <caption>
      <title>Figure 11. The ratio 

       <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
  
         <mrow>
   
          <mrow> 
    
           <msub> 
     
            <mi>
              ρ 
            </mi> 
     
            <mtext>
              A 
            </mtext> 
    
           </msub> 
   
          </mrow>
   
          <mo>
           
    /
   
          </mo>
   
          <mrow> 
    
           <msub> 
     
            <mi>
              ρ 
            </mi> 
     
            <mtext>
              T 
            </mtext> 
    
           </msub> 
   
          </mrow>
  
         </mrow> 
 
        </mrow>

       </math> as a function of the height measured in units of 

       <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
  
         <msub> 
   
          <mi>
           
    z
   
          </mi> 
   
          <mtext>
           
    T
   
          </mtext> 
  
         </msub> 
  
         <mo>
          
   =
  
         </mo>
  
         <mn>
          
   7.5
  
         </mn>
  
         <mtext>
          
    
  
         </mtext>
  
         <mtext>
          
   km
  
         </mtext>
 
        </mrow>

       </math>.</title>
     </caption>
     <graphic mimetype="image" position="float" xlink:type="simple" xlink:href="https://html.scirp.org/file/1724198-rId1021.jpeg?20250731110514" />
    </fig>
   </sec>
  </sec><sec id="s8">
   <title>8. Effects of Vertical Motion of the Air Upon the Motion of a Droplet</title>
   <p>We now consider a droplet with mass m falling vertically with a velocity 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          12 
        </mn> 
        <mtext>
          Rvs 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> in air with vertical speed (vs) in the upwards direction, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mtext>
          air 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        &lt; 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>, as is usual at several places in a cumulus cloud, and acted upon by linear and quadratic air resistance. Typical upwards velocities in a cumulus cloud are from 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mtext>
          air 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mn>
        3 
      </mn> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mrow> 
       <mtext>
         m 
       </mtext> 
       <mo>
         / 
       </mo> 
       <mtext>
         s 
       </mtext> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> to 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mtext>
          air 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mn>
        10 
      </mn> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mrow> 
       <mtext>
         m 
       </mtext> 
       <mo>
         / 
       </mo> 
       <mtext>
         s 
       </mtext> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>. The velocity of the droplet relative to the air is 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          12 
        </mn> 
        <mtext>
          Rvs 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mtext>
          air 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>. Hence, the frictional force is</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         f 
       </mi> 
       <mi>
         r 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mn>
        6 
      </mn> 
      <mi>
        π 
      </mi> 
      <msub> 
       <mi>
         η 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mtext>
          air 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mi>
        r 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           v 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mn>
            12 
          </mn> 
          <mtext>
            Rvs 
          </mtext> 
         </mrow> 
        </msub> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           v 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mtext>
            air 
          </mtext> 
         </mrow> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mi>
         π 
       </mi> 
       <mn>
         4 
       </mn> 
      </mfrac> 
      <msub> 
       <mi>
         ρ 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mtext>
          air 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <msup> 
       <mi>
         r 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msup> 
      <msup> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             v 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mn>
              12 
            </mn> 
            <mtext>
              Rvs 
            </mtext> 
           </mrow> 
          </msub> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             v 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mtext>
              air 
            </mtext> 
           </mrow> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math>. (167)</p>
   <p>Then Newton’s 2.law applied to a falling droplet takes the form</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mi>
          m 
        </mi> 
        <msub> 
         <mover accent="true"> 
          <mi>
            v 
          </mi> 
          <mo>
            ˙ 
          </mo> 
         </mover> 
         <mrow> 
          <mn>
            12 
          </mn> 
          <mtext>
            Rvs 
          </mtext> 
         </mrow> 
        </msub> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mi>
          m 
        </mi> 
        <mi>
          g 
        </mi> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mn>
          6 
        </mn> 
        <mi>
          π 
        </mi> 
        <msub> 
         <mi>
           η 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mtext>
            air 
          </mtext> 
         </mrow> 
        </msub> 
        <mi>
          r 
        </mi> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <msub> 
         <mi>
           v 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mtext>
            air 
          </mtext> 
         </mrow> 
        </msub> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mi>
           π 
         </mi> 
         <mn>
           4 
         </mn> 
        </mfrac> 
        <msub> 
         <mi>
           ρ 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mtext>
            air 
          </mtext> 
         </mrow> 
        </msub> 
        <msup> 
         <mi>
           r 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
        <msubsup> 
         <mi>
           v 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mtext>
            air 
          </mtext> 
         </mrow> 
         <mtext>
           2 
         </mtext> 
        </msubsup> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mn>
            6 
          </mn> 
          <mi>
            π 
          </mi> 
          <msub> 
           <mi>
             η 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mtext>
              air 
            </mtext> 
           </mrow> 
          </msub> 
          <mi>
            r 
          </mi> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mfrac> 
           <mi>
             π 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </mfrac> 
          <msub> 
           <mi>
             ρ 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mtext>
              air 
            </mtext> 
           </mrow> 
          </msub> 
          <msup> 
           <mi>
             r 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
          <msub> 
           <mi>
             v 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mtext>
              air 
            </mtext> 
           </mrow> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           v 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mn>
            12 
          </mn> 
          <mtext>
            Rvs 
          </mtext> 
         </mrow> 
        </msub> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mi>
           π 
         </mi> 
         <mn>
           4 
         </mn> 
        </mfrac> 
        <msub> 
         <mi>
           ρ 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mtext>
            air 
          </mtext> 
         </mrow> 
        </msub> 
        <msup> 
         <mi>
           r 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
        <msubsup> 
         <mi>
           v 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mn>
            12 
          </mn> 
          <mtext>
            Rvs 
          </mtext> 
         </mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msubsup> 
        <mo>
          . 
        </mo> 
       </mtd> 
      </mtr> 
     </mtable> 
    </math> (168)</p>
   <p>Using Equations (105), (107) and (146) this equation may be written as</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mover accent="true"> 
        <mi>
          v 
        </mi> 
        <mo>
          ˙ 
        </mo> 
       </mover> 
       <mrow> 
        <mn>
          12 
        </mn> 
        <mtext>
          Rvs 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mi>
         g 
       </mi> 
       <mrow> 
        <msubsup> 
         <mi>
           v 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
          <mtext>
            RT 
          </mtext> 
         </mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msubsup> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mrow> 
       <mo>
         [ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msubsup> 
         <mi>
           v 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mn>
            12 
          </mn> 
          <mtext>
            vs 
          </mtext> 
         </mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msubsup> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
          <msub> 
           <mi>
             v 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mtext>
              air 
            </mtext> 
           </mrow> 
          </msub> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             v 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mtext>
              eqR 
            </mtext> 
           </mrow> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           v 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mn>
            12 
          </mn> 
          <mtext>
            vs 
          </mtext> 
         </mrow> 
        </msub> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <msubsup> 
         <mi>
           v 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mtext>
            air 
          </mtext> 
         </mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msubsup> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           v 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mtext>
            eqR 
          </mtext> 
         </mrow> 
        </msub> 
        <msub> 
         <mi>
           v 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mtext>
            air 
          </mtext> 
         </mrow> 
        </msub> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <msubsup> 
         <mi>
           v 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
          <mtext>
            RT 
          </mtext> 
         </mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msubsup> 
       </mrow> 
       <mo>
         ] 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>. (169)</p>
   <p>Following the same procedure as in Appendix B and using Equation (107), we find that the solution of this equation with the initial condition 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          12 
        </mn> 
        <mtext>
          vs 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> is</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          12 
        </mn> 
        <mtext>
          Rvs 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msubsup> 
           <mi>
             v 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
            <mtext>
              RT 
            </mtext> 
           </mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msubsup> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             v 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mtext>
              eqR 
            </mtext> 
           </mrow> 
          </msub> 
          <msub> 
           <mi>
             v 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mtext>
              air 
            </mtext> 
           </mrow> 
          </msub> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <msubsup> 
           <mi>
             v 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mtext>
              air 
            </mtext> 
           </mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msubsup> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           v 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mtext>
            eqR 
          </mtext> 
         </mrow> 
        </msub> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <msub> 
         <mi>
           v 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mtext>
            air 
          </mtext> 
         </mrow> 
        </msub> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           v 
         </mi> 
         <mo>
           ¯ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mi>
          coth 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <mi>
              g 
            </mi> 
            <mover accent="true"> 
             <mi>
               v 
             </mi> 
             <mo>
               ¯ 
             </mo> 
            </mover> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <msubsup> 
             <mi>
               v 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mtext>
                2RT 
              </mtext> 
             </mrow> 
             <mtext>
               2 
             </mtext> 
            </msubsup> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
          <mi>
            t 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
     </mrow> 
    </math>, (170)</p>
   <p>where 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mover accent="true"> 
      <mi>
        v 
      </mi> 
      <mo>
        ¯ 
      </mo> 
     </mover> 
    </math> is given in Equation (141). Introducing</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mtext>
          RTvs 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mtext>
          RT 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mtext>
          air 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mrow> 
        <msubsup> 
         <mi>
           v 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mtext>
            air 
          </mtext> 
         </mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msubsup> 
       </mrow> 
       <mo>
         / 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           v 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mtext>
            eqR 
          </mtext> 
         </mrow> 
        </msub> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> (171)</p>
   <p>and</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         k 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mtext>
          air 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <msub> 
         <mi>
           v 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mtext>
            air 
          </mtext> 
         </mrow> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           v 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mtext>
            eqR 
          </mtext> 
         </mrow> 
        </msub> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
     </mrow> 
    </math>, (172)</p>
   <p>Equation (170) may be written</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          12 
        </mn> 
        <mtext>
          Rvs 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <msub> 
         <mi>
           v 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mtext>
            RTvs 
          </mtext> 
         </mrow> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           k 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mtext>
            air 
          </mtext> 
         </mrow> 
        </msub> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           k 
         </mi> 
         <mtext>
           R 
         </mtext> 
        </msub> 
        <mi>
          coth 
        </mi> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
         <mo>
           ^ 
         </mo> 
        </mover> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
     </mrow> 
    </math>, (173)</p>
   <p>where 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         k 
       </mi> 
       <mtext>
         R 
       </mtext> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> is given in Equation (143). Equation (171) has the same form as the expression (144) for 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          12 
        </mn> 
        <mtext>
          R 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>. <xref ref-type="fig" rid="fig12">
     Figure 12
    </xref> shows 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          12 
        </mn> 
        <mtext>
          Rvs 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> as a function of time for a droplet with radius 0.35 mm and with vertical wind speeds 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mtext>
          air 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mtext>
          air 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mn>
        3 
      </mn> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mrow> 
       <mtext>
         m 
       </mtext> 
       <mo>
         / 
       </mo> 
       <mtext>
         s 
       </mtext> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mtext>
          air 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mn>
        6 
      </mn> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mrow> 
       <mtext>
         m 
       </mtext> 
       <mo>
         / 
       </mo> 
       <mtext>
         s 
       </mtext> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
   <fig id="fig12" position="float">
    <label>Figure 12</label>
    <caption>
     <title>Figure 12. 

      <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
  
        <msub> 
   
         <mi>
          
    v
   
         </mi> 
   
         <mrow> 
    
          <mn>
           
     12
    
          </mn>
    
          <mtext>
           
     Rvs
    
          </mtext>
   
         </mrow> 
  
        </msub> 
 
       </mrow>

      </math> as a function of 

      <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
  
        <mover accent="true"> 
   
         <mi>
          
    t
   
         </mi> 
   
         <mo>
          
    ^
   
         </mo> 
  
        </mover> 
  
        <mo>
         
   =
  
        </mo>
  
        <mn>
         
   0.29
  
        </mn>
  
        <mtext>
         
    
  
        </mtext>
  
        <mi>
         
   t
  
        </mi>
 
       </mrow> 

      </math> for a droplet with radius 0.35 mm for vertical wind speeds 

      <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
  
        <msub> 
   
         <mi>
          
    v
   
         </mi> 
   
         <mrow> 
    
          <mtext>
           
     air
    
          </mtext>
   
         </mrow> 
  
        </msub> 
  
        <mo>
         
   =
  
        </mo>
  
        <mn>
         
   0
  
        </mn>
 
       </mrow>

      </math> (upper curve), 

      <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
  
        <msub> 
   
         <mi>
          
    v
   
         </mi> 
   
         <mrow> 
    
          <mtext>
           
     air
    
          </mtext>
   
         </mrow> 
  
        </msub> 
  
        <mo>
         
   =
  
        </mo>
  
        <mo>
         
   −
  
        </mo>
  
        <mn>
         
   3
  
        </mn>
  
        <mtext>
         
    
  
        </mtext>
  
        <mrow>
   
         <mtext>
          
    m
   
         </mtext>
   
         <mo>
          
    /
   
         </mo>
   
         <mtext>
          
    s
   
         </mtext>
  
        </mrow> 
 
       </mrow>

      </math> (grey curve) and 

      <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
  
        <msub> 
   
         <mi>
          
    v
   
         </mi> 
   
         <mrow> 
    
          <mtext>
           
     air
    
          </mtext>
   
         </mrow> 
  
        </msub> 
  
        <mo>
         
   =
  
        </mo>
  
        <mo>
         
   −
  
        </mo>
  
        <mtext>
         
    
  
        </mtext>
  
        <mn>
         
   6
  
        </mn>
  
        <mtext>
         
    
  
        </mtext>
  
        <mrow>
   
         <mtext>
          
    m
   
         </mtext>
   
         <mo>
          
    /
   
         </mo>
   
         <mtext>
          
    s
   
         </mtext>
  
        </mrow> 
 
       </mrow>

      </math> (curve below the x-axis). In the last case the droplet moves upwards due to the strong vertical wind.</title>
    </caption>
    <graphic mimetype="image" position="float" xlink:type="simple" xlink:href="https://html.scirp.org/file/1724198-rId1066.jpeg?20250731110514" />
   </fig>
   <p>
    <xref ref-type="fig" rid="fig13">
     Figure 13
    </xref> shows 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          12 
        </mn> 
        <mtext>
          Rvs 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>as a function of 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mtext>
          air 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> for a droplet with radius 0.35 mm for 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         t 
       </mi> 
       <mo>
         ^ 
       </mo> 
      </mover> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        3 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         t 
       </mi> 
       <mo>
         ^ 
       </mo> 
      </mover> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        6 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>, i.e. for 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        t 
      </mi> 
      <mo>
        ≈ 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
        s 
      </mtext> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        t 
      </mi> 
      <mo>
        ≈ 
      </mo> 
      <mn>
        2 
      </mn> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
        s 
      </mtext> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
   <p>The velocity of the droplets vanishes, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          12 
        </mn> 
        <mtext>
          Rvs 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>, when the vertical velocity of the air obeys</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msubsup> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mtext>
          air 
        </mtext> 
       </mrow> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msubsup> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mtext>
          eqR 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mtext>
          air 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <msubsup> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <mtext>
          RT 
        </mtext> 
       </mrow> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msubsup> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>, (174)</p>
   <p>with solutions</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mtext>
          air 
        </mtext> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           v 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mtext>
            eqR 
          </mtext> 
         </mrow> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </mfrac> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          ± 
        </mo> 
        <msqrt> 
         <mrow> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mfrac> 
             <mrow> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
              <msub> 
               <mi>
                 v 
               </mi> 
               <mrow> 
                <mn>
                  2 
                </mn> 
                <mtext>
                  RT 
                </mtext> 
               </mrow> 
              </msub> 
             </mrow> 
             <mrow> 
              <msub> 
               <mi>
                 v 
               </mi> 
               <mrow> 
                <mtext>
                  eqR 
                </mtext> 
               </mrow> 
              </msub> 
             </mrow> 
            </mfrac> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
        </msqrt> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>. (175)</p>
   <p>Using that 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mtext>
          eqR 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mrow> 
        <msubsup> 
         <mi>
           v 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mtext>
            2RT 
          </mtext> 
         </mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msubsup> 
       </mrow> 
       <mo>
         / 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           v 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mtext>
            RT 
          </mtext> 
         </mrow> 
        </msub> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> and comparing with Equation (146) the positive solution, meaning downwards air velocity, is 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mtext>
          air 
        </mtext> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          12 
        </mn> 
        <mtext>
          RT 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>, and the negative, meaning upwards motion of the air, is</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mtext>
          air 
        </mtext> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           v 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mn>
            12 
          </mn> 
          <mtext>
            RT 
          </mtext> 
         </mrow> 
        </msub> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           v 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mtext>
            eqR 
          </mtext> 
         </mrow> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>. (176)</p>
   <p>In <xref ref-type="fig" rid="fig13">
     Figure 13
    </xref> we see that the graphs pass the x-axis ( 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mtext>
          12Rvs 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>) at these two air-velocities.</p>
   <fig id="fig13" position="float">
    <label>Figure 13</label>
    <caption>
     <title>Figure 13. 

      <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
  
        <msub> 
   
         <mi>
          
    v
   
         </mi> 
   
         <mrow> 
    
          <mn>
           
     12
    
          </mn>
    
          <mtext>
           
     Rvs
    
          </mtext>
   
         </mrow> 
  
        </msub> 
 
       </mrow>

      </math> as a function of 

      <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
  
        <msub> 
   
         <mi>
          
    v
   
         </mi> 
   
         <mrow> 
    
          <mtext>
           
     air
    
          </mtext>
   
         </mrow> 
  
        </msub> 
 
       </mrow>

      </math> for 

      <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
  
        <mi>
         
   t
  
        </mi>
  
        <mo>
         
   ≈
  
        </mo>
  
        <mn>
         
   1
  
        </mn>
  
        <mtext>
         
    
  
        </mtext>
  
        <mtext>
         
   s
  
        </mtext>
 
       </mrow>

      </math> (green) and 

      <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
  
        <mi>
         
   t
  
        </mi>
  
        <mo>
         
   ≈
  
        </mo>
  
        <mn>
         
   2
  
        </mn>
  
        <mtext>
         
    
  
        </mtext>
  
        <mtext>
         
   s
  
        </mtext>
 
       </mrow>

      </math> (grey). Positive velocity is directed downwards and negative upwards. The physically relevant part of the figure has upwards directed wind speeds. i.e. 

      <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
  
        <msub> 
   
         <mi>
          
    v
   
         </mi> 
   
         <mrow> 
    
          <mtext>
           
     air
    
          </mtext>
   
         </mrow> 
  
        </msub> 
  
        <mo>
         
   &lt;
  
        </mo>
  
        <mn>
         
   0
  
        </mn>
 
       </mrow>

      </math>, and is the part of the graph in the region 

      <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
  
        <mo>
         
   −
  
        </mo>
  
        <mtext>
         
    
  
        </mtext>
  
        <mn>
         
   4.4
  
        </mn>
  
        <mtext>
         
    
  
        </mtext>
  
        <mrow>
   
         <mtext>
          
    m
   
         </mtext>
   
         <mo>
          
    /
   
         </mo>
   
         <mtext>
          
    s
   
         </mtext>
  
        </mrow> 
  
        <mo>
         
   &lt;
  
        </mo>
  
        <msub> 
   
         <mi>
          
    v
   
         </mi> 
   
         <mrow> 
    
          <mtext>
           
     air
    
          </mtext>
   
         </mrow> 
  
        </msub> 
  
        <mo>
         
   &lt;
  
        </mo>
  
        <mn>
         
   0
  
        </mn>
 
       </mrow>

      </math>.</title>
    </caption>
    <graphic mimetype="image" position="float" xlink:type="simple" xlink:href="https://html.scirp.org/file/1724198-rId1103.jpeg?20250731110514" />
   </fig>
   <p>Only the latter one is physically relevant, since the droplets cannot stay at rest with downwards air velocity. Inserting 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          12 
        </mn> 
        <mtext>
          RT 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        3.4 
      </mn> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mrow> 
       <mtext>
         m 
       </mtext> 
       <mo>
         / 
       </mo> 
       <mtext>
         s 
       </mtext> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mtext>
          eqR 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mrow> 
       <mtext>
         m 
       </mtext> 
       <mo>
         / 
       </mo> 
       <mtext>
         s 
       </mtext> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> we get 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mtext>
          air 
        </mtext> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mn>
        4.4 
      </mn> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mrow> 
       <mtext>
         m 
       </mtext> 
       <mo>
         / 
       </mo> 
       <mtext>
         s 
       </mtext> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>. If the upwards wind is stronger, the droplets will move upwards, and if it is weaker, they will move downwards.</p>
   <p>Equation (173) shows how the expression for 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          12 
        </mn> 
        <mtext>
          R 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> must be generalized to include the effect of vertical motion of the air upon the motion of the droplets. Inserting the values 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mtext>
          RT 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        14.8 
      </mn> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mrow> 
       <mtext>
         m 
       </mtext> 
       <mo>
         / 
       </mo> 
       <mtext>
         s 
       </mtext> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mtext>
          eqR 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        1.0 
      </mn> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mrow> 
       <mtext>
         m 
       </mtext> 
       <mo>
         / 
       </mo> 
       <mtext>
         s 
       </mtext> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mtext>
          air 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        4 
      </mn> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mrow> 
       <mtext>
         m 
       </mtext> 
       <mo>
         / 
       </mo> 
       <mtext>
         s 
       </mtext> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> for a droplet with radius 0.35 mm gives 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mtext>
          RTvs 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mn>
        5.2 
      </mn> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mrow> 
       <mtext>
         m 
       </mtext> 
       <mo>
         / 
       </mo> 
       <mtext>
         s 
       </mtext> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
   <p>The droplet with radius 0.35 mm moving in air with an upward velocity approaches an asymptotic terminal velocity</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          12 
        </mn> 
        <mtext>
          RTvs 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <munder> 
       <mrow> 
        <mi>
          lim 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mo>
          → 
        </mo> 
        <mi>
          ∞ 
        </mi> 
       </mrow> 
      </munder> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          12 
        </mn> 
        <mtext>
          Rvs 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <msub> 
         <mi>
           v 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mtext>
            RTvs 
          </mtext> 
         </mrow> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           k 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mtext>
            air 
          </mtext> 
         </mrow> 
        </msub> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           k 
         </mi> 
         <mtext>
           R 
         </mtext> 
        </msub> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
     </mrow> 
    </math>. (177)</p>
   <p>Inserting the values 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mtext>
          air 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mn>
        6 
      </mn> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mrow> 
       <mtext>
         m 
       </mtext> 
       <mo>
         / 
       </mo> 
       <mtext>
         s 
       </mtext> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mtext>
          RTvs 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mn>
        30.3 
      </mn> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mrow> 
       <mtext>
         m 
       </mtext> 
       <mo>
         / 
       </mo> 
       <mtext>
         s 
       </mtext> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         k 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mtext>
          air 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        13 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         k 
       </mi> 
       <mtext>
         R 
       </mtext> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        7.7 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> gives 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          12 
        </mn> 
        <mtext>
          vsT 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mn>
        1.5 
      </mn> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mrow> 
       <mtext>
         m 
       </mtext> 
       <mo>
         / 
       </mo> 
       <mtext>
         s 
       </mtext> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, which is the velocity approached by the droplet, as we see in the curve below the x-axis in <xref ref-type="fig" rid="fig11">
     Figure 11
    </xref>.</p>
   <p>Integrating Equation (173) with the initial condition 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         h 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mtext>
          12RTvs 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>, the velocity-height relationship for a droplet in a cumulus cloud with vertical motion of the air, is found to have the form</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         h 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mtext>
          12Rvs 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         h 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mtext>
          RT 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mi>
        ln 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         { 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mrow> 
            <mrow> 
             <mo>
               [ 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
              <mo>
                − 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ( 
               </mo> 
               <mrow> 
                <msub> 
                 <mi>
                   k 
                 </mi> 
                 <mtext>
                   R 
                 </mtext> 
                </msub> 
                <mo>
                  + 
                </mo> 
                <msub> 
                 <mi>
                   k 
                 </mi> 
                 <mrow> 
                  <mtext>
                    air 
                  </mtext> 
                 </mrow> 
                </msub> 
               </mrow> 
               <mo>
                 ) 
               </mo> 
              </mrow> 
              <mfrac> 
               <mrow> 
                <msub> 
                 <mi>
                   v 
                 </mi> 
                 <mrow> 
                  <mn>
                    12 
                  </mn> 
                  <mtext>
                    Rvs 
                  </mtext> 
                 </mrow> 
                </msub> 
               </mrow> 
               <mrow> 
                <mn>
                  2 
                </mn> 
                <msub> 
                 <mi>
                   v 
                 </mi> 
                 <mrow> 
                  <mn>
                    1 
                  </mn> 
                  <mtext>
                    RTvs 
                  </mtext> 
                 </mrow> 
                </msub> 
               </mrow> 
              </mfrac> 
             </mrow> 
             <mo>
               ] 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <mfrac> 
             <mrow> 
              <msub> 
               <mi>
                 k 
               </mi> 
               <mrow> 
                <mtext>
                  air 
                </mtext> 
               </mrow> 
              </msub> 
              <mo>
                − 
              </mo> 
              <msub> 
               <mi>
                 k 
               </mi> 
               <mtext>
                 R 
               </mtext> 
              </msub> 
             </mrow> 
             <mrow> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
              <msub> 
               <mi>
                 k 
               </mi> 
               <mtext>
                 R 
               </mtext> 
              </msub> 
             </mrow> 
            </mfrac> 
           </mrow> 
          </msup> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mrow> 
            <mrow> 
             <mo>
               [ 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
              <mo>
                + 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ( 
               </mo> 
               <mrow> 
                <msub> 
                 <mi>
                   k 
                 </mi> 
                 <mtext>
                   R 
                 </mtext> 
                </msub> 
                <mo>
                  − 
                </mo> 
                <msub> 
                 <mi>
                   k 
                 </mi> 
                 <mrow> 
                  <mtext>
                    air 
                  </mtext> 
                 </mrow> 
                </msub> 
               </mrow> 
               <mo>
                 ) 
               </mo> 
              </mrow> 
              <mfrac> 
               <mrow> 
                <msub> 
                 <mi>
                   v 
                 </mi> 
                 <mrow> 
                  <mn>
                    12 
                  </mn> 
                  <mtext>
                    Rvs 
                  </mtext> 
                 </mrow> 
                </msub> 
               </mrow> 
               <mrow> 
                <mn>
                  2 
                </mn> 
                <msub> 
                 <mi>
                   v 
                 </mi> 
                 <mrow> 
                  <mn>
                    1 
                  </mn> 
                  <mtext>
                    RTvs 
                  </mtext> 
                 </mrow> 
                </msub> 
               </mrow> 
              </mfrac> 
             </mrow> 
             <mo>
               ] 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <mfrac> 
             <mrow> 
              <msub> 
               <mi>
                 k 
               </mi> 
               <mrow> 
                <mtext>
                  air 
                </mtext> 
               </mrow> 
              </msub> 
              <mo>
                + 
              </mo> 
              <msub> 
               <mi>
                 k 
               </mi> 
               <mtext>
                 R 
               </mtext> 
              </msub> 
             </mrow> 
             <mrow> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
              <msub> 
               <mi>
                 k 
               </mi> 
               <mtext>
                 R 
               </mtext> 
              </msub> 
             </mrow> 
            </mfrac> 
           </mrow> 
          </msup> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
       </mrow> 
       <mo>
         } 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, (178)</p>
   <p>where 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         h 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mtext>
          RT 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> is given in Equation (149), 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mtext>
          RTvs 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> in (170), 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         k 
       </mi> 
       <mtext>
         R 
       </mtext> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> in Equation (143) and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         k 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mtext>
          air 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> in Equation (173). Note that 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mtext>
          air 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> gives 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         k 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mtext>
          air 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>. The details of the deduction are found in Appendix D. There are two singularities, at the velocities,</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          12 
        </mn> 
        <mtext>
          Rvs 
        </mtext> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <msub> 
         <mi>
           v 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mtext>
            1RTvs 
          </mtext> 
         </mrow> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           k 
         </mi> 
         <mtext>
           R 
         </mtext> 
        </msub> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           k 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mtext>
            air 
          </mtext> 
         </mrow> 
        </msub> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          12 
        </mn> 
        <mtext>
          Rvs 
        </mtext> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <msub> 
         <mi>
           v 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mtext>
            1RTvs 
          </mtext> 
         </mrow> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           k 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mtext>
            air 
          </mtext> 
         </mrow> 
        </msub> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           k 
         </mi> 
         <mtext>
           R 
         </mtext> 
        </msub> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
     </mrow> 
    </math>. (179)</p>
   <p>The explanation is the same as for Equation (152); that 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          12 
        </mn> 
        <mtext>
          Rvs 
        </mtext> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> is unphysical (since a vertical air velocity with 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         k 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mtext>
          air 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        &lt; 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         k 
       </mi> 
       <mtext>
         R 
       </mtext> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> means that 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          12 
        </mn> 
        <mtext>
          Rvs 
        </mtext> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> is oppositely directed to 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mtext>
          1RTvs 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>), and the droplet must fall an infinitely large distance to obtain the asymptotic terminal velocity 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          12 
        </mn> 
        <mtext>
          Rvs 
        </mtext> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          12 
        </mn> 
        <mtext>
          RTvs 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
   <p>The terminal velocity of the droplets with vertical wind is found by putting 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mover accent="true"> 
        <mi>
          v 
        </mi> 
        <mo>
          ˙ 
        </mo> 
       </mover> 
       <mrow> 
        <mn>
          12 
        </mn> 
        <mtext>
          vs 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> in Equation (169). This gives the positive solution</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          12 
        </mn> 
        <mtext>
          vsT 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </mfrac> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msqrt> 
         <mrow> 
          <msubsup> 
           <mi>
             v 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mtext>
              eqR 
            </mtext> 
           </mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msubsup> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mn>
            4 
          </mn> 
          <msubsup> 
           <mi>
             v 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
            <mtext>
              RT 
            </mtext> 
           </mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msubsup> 
         </mrow> 
        </msqrt> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           v 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mtext>
            eqR 
          </mtext> 
         </mrow> 
        </msub> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <msub> 
         <mi>
           v 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mtext>
            air 
          </mtext> 
         </mrow> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>. (180)</p>
   <p>Using Equation (146) this equation may be written</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          12 
        </mn> 
        <mtext>
          vsT 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          12 
        </mn> 
        <mtext>
          RT 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mtext>
          air 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>, (181)</p>
   <p>The decrease of the terminal velocity due to the vertical motion of the air, is equal to the velocity of the air.</p>
  </sec><sec id="s9">
   <title>9. Accretion and Resistance</title>
   <p>B. F. Edwards, J. W. Wilder and E. E. Scime <xref ref-type="bibr" rid="scirp.144498-8">
     [8]
    </xref> have given a fine analysis of accreting droplets falling through mist and acted upon by gravity and air resistance proportional to the square of the velocity. In this case the equation of motion takes the form</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        m 
      </mi> 
      <msub> 
       <mover accent="true"> 
        <mi>
          v 
        </mi> 
        <mo>
          ˙ 
        </mo> 
       </mover> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        m 
      </mi> 
      <mi>
        g 
      </mi> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         λ 
       </mi> 
       <mi>
         d 
       </mi> 
      </msub> 
      <mi>
        π 
      </mi> 
      <msub> 
       <mi>
         ρ 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          a 
        </mi> 
        <mi>
          i 
        </mi> 
        <mi>
          r 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <msup> 
       <mi>
         r 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msup> 
      <msubsup> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msubsup> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msub> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         m 
       </mi> 
       <mo>
         ˙ 
       </mo> 
      </mover> 
     </mrow> 
    </math>, (182)</p>
   <p>where 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         λ 
       </mi> 
       <mi>
         d 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> is a drag introduced in Equation (115), and the rate of mass accretion is</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         m 
       </mi> 
       <mo>
         ˙ 
       </mo> 
      </mover> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        π 
      </mi> 
      <msub> 
       <mi>
         ρ 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mtext>
          mist 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <msup> 
       <mi>
         r 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msup> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>. (183)</p>
   <p>This has the same form as Equation (42) with 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        α 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
       <mo>
         / 
       </mo> 
       <mn>
         3 
       </mn> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        β 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>, which is also the same as the assumption (23) i.e. that the rate of mass accretion is equal to the mass of mist that the droplet passes through per second. Hence, the equation of motion takes the form</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        m 
      </mi> 
      <msub> 
       <mover accent="true"> 
        <mi>
          v 
        </mi> 
        <mo>
          ˙ 
        </mo> 
       </mover> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        m 
      </mi> 
      <mi>
        g 
      </mi> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mi>
        π 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           λ 
         </mi> 
         <mi>
           d 
         </mi> 
        </msub> 
        <msub> 
         <mi>
           ρ 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mtext>
            air 
          </mtext> 
         </mrow> 
        </msub> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           ρ 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mtext>
            mist 
          </mtext> 
         </mrow> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         r 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msup> 
      <msubsup> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msubsup> 
     </mrow> 
    </math>. (184)</p>
   <p>The authors wrote that as raindrops grow in radius from r = 0.1 mm to r = 1 mm within a cloud, their drag coefficients decrease from about 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         λ 
       </mi> 
       <mi>
         d 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        5 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> to about 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         λ 
       </mi> 
       <mi>
         d 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0.5 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>. They further wrote that air densities 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         ρ 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mtext>
          air 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        ≈ 
      </mo> 
      <msup> 
       <mrow> 
        <mn>
          10 
        </mn> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mn>
          3 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msup> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
        g 
      </mtext> 
      <mo>
        ⋅ 
      </mo> 
      <msup> 
       <mrow> 
        <mtext>
          cm 
        </mtext> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mn>
          3 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math> greatly exceed the mist densities 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         ρ 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mtext>
          mist 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        ≈ 
      </mo> 
      <msup> 
       <mrow> 
        <mn>
          10 
        </mn> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mn>
          6 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msup> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
        g 
      </mtext> 
      <mo>
        ⋅ 
      </mo> 
      <msup> 
       <mrow> 
        <mtext>
          cm 
        </mtext> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mn>
          3 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math> typical of terrestrial rain clouds. Hence the effect of accretion upon the motion of the droplet is much smaller than the effect of air resistance.</p>
   <p>M.H. Partovi and D.R. Aston <xref ref-type="bibr" rid="scirp.144498-7">
     [7]
    </xref> developed the study of the dynamics of falling raindrops further in a very nice and comprehensive article. They took into account both accretion, change of shape of the droplet during the fall, and air resistance.</p>
   <p>The mass m of the raindrop is increasing with a rate given by Equation (42), written in the form</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         m 
       </mi> 
       <mo>
         ˙ 
       </mo> 
      </mover> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         ρ 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mtext>
          mist 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mi>
        A 
      </mi> 
      <mi>
        v 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>, (185)</p>
   <p>where A is the cross section area of the drop normal to the velocity.</p>
   <p>The deviation from a spherical form increases with increasing velocity. Since the mass increases with a rate proportional to the velocity Partovi and Aston chose to represent the deviation in terms of the mass of the drop. For a spherical drop the cross section area of the drop normal to the velocity is proportional to 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         m 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
         <mo>
           / 
         </mo> 
         <mn>
           3 
         </mn> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math>. Hence the deviation from spherical form may be represented by</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        A 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        γ 
      </mi> 
      <msup> 
       <mi>
         m 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mfrac> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
         <mn>
           3 
         </mn> 
        </mfrac> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mi>
          ε 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math>, (186)</p>
   <p>where the parameter 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        ε 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> for a spherical droplet.</p>
   <p>Equations (185) and (186) give a simple relationship between the height a drop has fallen and its mass. Using that 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        v 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         h 
       </mi> 
       <mo>
         ˙ 
       </mo> 
      </mover> 
     </mrow> 
    </math> they lead to</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         m 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mfrac> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
           <mn>
             3 
           </mn> 
          </mfrac> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mi>
            ε 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </msup> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         m 
       </mi> 
       <mo>
         ˙ 
       </mo> 
      </mover> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        γ 
      </mi> 
      <msub> 
       <mi>
         ρ 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mtext>
          mist 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         h 
       </mi> 
       <mo>
         ˙ 
       </mo> 
      </mover> 
     </mrow> 
    </math>. (187)</p>
   <p>Integration with 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        m 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           h 
         </mi> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         m 
       </mi> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> gives</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        m 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msup> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           [ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msubsup> 
           <mi>
             m 
           </mi> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
           <mrow> 
            <mfrac> 
             <mrow> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
              <mo>
                − 
              </mo> 
              <mn>
                3 
              </mn> 
              <mi>
                ε 
              </mi> 
             </mrow> 
             <mn>
               3 
             </mn> 
            </mfrac> 
           </mrow> 
          </msubsup> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mn>
              3 
            </mn> 
            <mi>
              ε 
            </mi> 
           </mrow> 
           <mn>
             3 
           </mn> 
          </mfrac> 
          <mi>
            γ 
          </mi> 
          <msub> 
           <mi>
             ρ 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mtext>
              mist 
            </mtext> 
           </mrow> 
          </msub> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mi>
              h 
            </mi> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <msub> 
             <mi>
               h 
             </mi> 
             <mn>
               0 
             </mn> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mo>
           ] 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mfrac> 
         <mn>
           3 
         </mn> 
         <mrow> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mn>
            3 
          </mn> 
          <mi>
            ε 
          </mi> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
       </mrow> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math>. (188)</p>
   <p>If the droplets is created on a condensation nucleus with vanishing small mass, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         m 
       </mi> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>, and this creation position is chosen as origin on the vertical axis, the expression reduces to</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        m 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msup> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mn>
              3 
            </mn> 
            <mi>
              ε 
            </mi> 
           </mrow> 
           <mn>
             3 
           </mn> 
          </mfrac> 
          <mi>
            γ 
          </mi> 
          <msub> 
           <mi>
             ρ 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mtext>
              mist 
            </mtext> 
           </mrow> 
          </msub> 
          <mi>
            h 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mfrac> 
         <mn>
           3 
         </mn> 
         <mrow> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mn>
            3 
          </mn> 
          <mi>
            ε 
          </mi> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
       </mrow> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math>. (189)</p>
   <p>Partovi and Aston <xref ref-type="bibr" rid="scirp.144498-23">
     [23]
    </xref> considered a droplet falling, with a velocity 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        v 
      </mi> 
      <mo>
        ≫ 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          e 
        </mi> 
        <mi>
          q 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>, where 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          e 
        </mi> 
        <mi>
          q 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> is given in Equation (107), so that the quadratic term in the expression for the air resistance is dominating. Hence Newton’s 2. Law takes the form</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            m 
          </mi> 
          <mi>
            v 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         · 
       </mo> 
      </msup> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        m 
      </mi> 
      <mi>
        g 
      </mi> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mn>
         4 
       </mn> 
      </mfrac> 
      <msub> 
       <mi>
         ρ 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mtext>
          air 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mi>
        A 
      </mi> 
      <msup> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math>. (190)</p>
   <p>Inserting Equations (185) and (189) into Equation (190) gives the acceleration</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mo>
         ˙ 
       </mo> 
      </mover> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        g 
      </mi> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mi>
        γ 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mfrac> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </mfrac> 
        <msub> 
         <mi>
           ρ 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mtext>
            air 
          </mtext> 
         </mrow> 
        </msub> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           ρ 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mtext>
            mist 
          </mtext> 
         </mrow> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         m 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          ε 
        </mi> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mn>
           3 
         </mn> 
        </mfrac> 
       </mrow> 
      </msup> 
      <msup> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math>. (191)</p>
   <p>Partovi and Aston <xref ref-type="bibr" rid="scirp.144498-23">
     [23]
    </xref> then defined the constant 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        β 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           ρ 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mtext>
            air 
          </mtext> 
         </mrow> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         / 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mn>
          4 
        </mn> 
        <msub> 
         <mi>
           ρ 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mtext>
            mist 
          </mtext> 
         </mrow> 
        </msub> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, and showed that the equation of motion of the droplet can be written in the form</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mi>
             m 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mfrac> 
             <mn>
               4 
             </mn> 
             <mn>
               3 
             </mn> 
            </mfrac> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mi>
              ε 
            </mi> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
            <mi>
              β 
            </mi> 
           </mrow> 
          </msup> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          · 
        </mo> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mo>
          · 
        </mo> 
       </mrow> 
      </msup> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        q 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mfrac> 
         <mn>
           4 
         </mn> 
         <mn>
           3 
         </mn> 
        </mfrac> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mi>
          ε 
        </mi> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mi>
          β 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         m 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mi>
          β 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math>. (192)</p>
   <p>Taking this as a point of departure they then made a thorough and fascinating analysis of the motion of the droplet.</p>
   <p>Mungan <xref ref-type="bibr" rid="scirp.144498-10">
     [10]
    </xref> has given a further development of the dynamics of a raindrop when both accretion and air resistance are taken account of. He assumed that the air resistance is given by a term 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         η 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          α 
        </mi> 
        <mi>
          δ 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <msup> 
       <mi>
         m 
       </mi> 
       <mi>
         α 
       </mi> 
      </msup> 
      <msup> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mi>
         δ 
       </mi> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math> (no summation) so that the equation of motion of the droplet takes the form</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         p 
       </mi> 
       <mo>
         ˙ 
       </mo> 
      </mover> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        m 
      </mi> 
      <mi>
        g 
      </mi> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         η 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          α 
        </mi> 
        <mi>
          δ 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <msup> 
       <mi>
         m 
       </mi> 
       <mi>
         α 
       </mi> 
      </msup> 
      <msup> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mi>
         δ 
       </mi> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math>. (193)</p>
   <p>The constant 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         η 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          α 
        </mi> 
        <mi>
          δ 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> has dimension 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mrow> 
        <mtext>
          kg 
        </mtext> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mi>
          α 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msup> 
      <mo>
        ⋅ 
      </mo> 
      <msup> 
       <mtext>
         s 
       </mtext> 
       <mrow> 
        <mi>
          δ 
        </mi> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msup> 
      <mo>
        ⋅ 
      </mo> 
      <msup> 
       <mtext>
         m 
       </mtext> 
       <mrow> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mi>
          δ 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math>. The evolution of the mass of the droplet and its motion is now found by solving Equations (42) and (193) simultaneously. Note that it is assumed that the rate of accretion and the air resistance are assumed to depend upon the same power of the mass, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         m 
       </mi> 
       <mi>
         α 
       </mi> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math>. Mungan gave the following argument for this: “The same exponent 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       α 
     </mi> 
    </math> for 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       m 
     </mi> 
    </math> is used for the drag and mass accretion terms because both effects are expected to scale similarly with the size of the drop.”</p>
   <p>We now follow Mungan’s way of solving the equations. Assuming that 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         λ 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          α 
        </mi> 
        <mi>
          β 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        ≠ 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> we can divide Equation (193) by Equation (42), which gives</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mtext>
          d 
        </mtext> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mtext>
          d 
        </mtext> 
        <mi>
          m 
        </mi> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           η 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mi>
            α 
          </mi> 
          <mi>
            δ 
          </mi> 
         </mrow> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           λ 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mi>
            α 
          </mi> 
          <mi>
            β 
          </mi> 
         </mrow> 
        </msub> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mfrac> 
       <mi>
         p 
       </mi> 
       <mi>
         m 
       </mi> 
      </mfrac> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mi>
         g 
       </mi> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           λ 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mi>
            α 
          </mi> 
          <mi>
            β 
          </mi> 
         </mrow> 
        </msub> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <msup> 
       <mi>
         m 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          β 
        </mi> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mi>
          α 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msup> 
      <msup> 
       <mi>
         p 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mi>
          β 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math>. (194)</p>
   <p>This shows that 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           η 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mi>
            α 
          </mi> 
          <mi>
            δ 
          </mi> 
         </mrow> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         / 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           λ 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mi>
            α 
          </mi> 
          <mi>
            β 
          </mi> 
         </mrow> 
        </msub> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> must be dimensionless. Inserting the dimensions of 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         η 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          α 
        </mi> 
        <mi>
          δ 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         λ 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          α 
        </mi> 
        <mi>
          β 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> then leads to the requirement 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        δ 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        β 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>. Equation (186) includes the important special cases 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        δ 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mi>
        β 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> (linear drag with speed-independent mass accretion) and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        δ 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        2 
      </mn> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mi>
        β 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        2 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> (quadratic drag with linear speed accretion).</p>
   <p>Noting that</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mtext>
          d 
        </mtext> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mtext>
          d 
        </mtext> 
        <mi>
          m 
        </mi> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         k 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
      <mfrac> 
       <mi>
         p 
       </mi> 
       <mi>
         m 
       </mi> 
      </mfrac> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msup> 
       <mi>
         m 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           k 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
      </msup> 
      <mfrac> 
       <mtext>
         d 
       </mtext> 
       <mrow> 
        <mtext>
          d 
        </mtext> 
        <mi>
          m 
        </mi> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           m 
         </mi> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             k 
           </mi> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </msub> 
         </mrow> 
        </msup> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <msub> 
       <mi>
         k 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           η 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mi>
            α 
          </mi> 
          <mi>
            β 
          </mi> 
         </mrow> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           λ 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mi>
            α 
          </mi> 
          <mi>
            β 
          </mi> 
         </mrow> 
        </msub> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
     </mrow> 
    </math>, (195)</p>
   <p>and putting the right hand sides of Equations (194) and (195) equal to each other gives</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         p 
       </mi> 
       <mi>
         β 
       </mi> 
      </msup> 
      <mtext>
        d 
      </mtext> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           m 
         </mi> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             k 
           </mi> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </msub> 
         </mrow> 
        </msup> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mi>
         g 
       </mi> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           λ 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mi>
            α 
          </mi> 
          <mi>
            β 
          </mi> 
         </mrow> 
        </msub> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <msup> 
       <mi>
         m 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          β 
        </mi> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mi>
          α 
        </mi> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           k 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
      </msup> 
      <mtext>
        d 
      </mtext> 
      <mi>
        m 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>. (196)</p>
   <p>In order to have an integrable left hand side of this equation, the factor multiplying the differential of 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         m 
       </mi> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           k 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
      </msup> 
      <mi>
        p 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math> have to be 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mi>
             m 
           </mi> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               k 
             </mi> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
            </msub> 
           </mrow> 
          </msup> 
          <mi>
            p 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mi>
          β 
        </mi> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math>. Hence we must multiply each side with 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         m 
       </mi> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           k 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            β 
          </mi> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math>, which gives</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mi>
             m 
           </mi> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               k 
             </mi> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
            </msub> 
           </mrow> 
          </msup> 
          <mi>
            p 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mi>
          β 
        </mi> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msup> 
      <mtext>
        d 
      </mtext> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           m 
         </mi> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             k 
           </mi> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </msub> 
         </mrow> 
        </msup> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mi>
         g 
       </mi> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           λ 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mi>
            α 
          </mi> 
          <mi>
            β 
          </mi> 
         </mrow> 
        </msub> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <msup> 
       <mi>
         m 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          β 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             k 
           </mi> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mi>
          α 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math>. (197)</p>
   <p>Integration of this equation with the initial condition 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        p 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           m 
         </mi> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> and inserting 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        v 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mi>
         p 
       </mi> 
       <mo>
         / 
       </mo> 
       <mi>
         m 
       </mi> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> gives</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mi>
         β 
       </mi> 
      </msup> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mi>
         g 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mi>
            α 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mi>
           β 
         </mi> 
        </mfrac> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           k 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           m 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mi>
            α 
          </mi> 
         </mrow> 
        </msup> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <msubsup> 
         <mi>
           m 
         </mi> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
         <mrow> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mi>
            α 
          </mi> 
         </mrow> 
        </msubsup> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>. (198)</p>
   <p>With 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         m 
       </mi> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> we have</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        v 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        K 
      </mi> 
      <msup> 
       <mi>
         m 
       </mi> 
       <mi>
         n 
       </mi> 
      </msup> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mi>
        K 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msup> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           [ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mrow> 
           <mi>
             g 
           </mi> 
           <mo>
             / 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
              <mo>
                + 
              </mo> 
              <mi>
                n 
              </mi> 
              <mo>
                + 
              </mo> 
              <msub> 
               <mi>
                 k 
               </mi> 
               <mn>
                 1 
               </mn> 
              </msub> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mo>
           ] 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mo>
           / 
         </mo> 
         <mi>
           β 
         </mi> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </msup> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mi>
        n 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mi>
          α 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mi>
         β 
       </mi> 
      </mfrac> 
     </mrow> 
    </math>. (199)</p>
   <p>Differentiation of Equation (199) gives</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mo>
         ˙ 
       </mo> 
      </mover> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        n 
      </mi> 
      <mi>
        K 
      </mi> 
      <msup> 
       <mi>
         m 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msup> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         m 
       </mi> 
       <mo>
         ˙ 
       </mo> 
      </mover> 
     </mrow> 
    </math>. (200)</p>
   <p>Inserting Equation (42) for 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mover accent="true"> 
      <mi>
        m 
      </mi> 
      <mo>
        ˙ 
      </mo> 
     </mover> 
    </math>,</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mo>
         ˙ 
       </mo> 
      </mover> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        n 
      </mi> 
      <mi>
        K 
      </mi> 
      <msub> 
       <mi>
         λ 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          α 
        </mi> 
        <mi>
          β 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <msup> 
       <mi>
         m 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
        <mi>
          β 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msup> 
      <msup> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mi>
         β 
       </mi> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math>. (201)</p>
   <p>Finally, inserting Equation (199) leads to</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mo>
         ˙ 
       </mo> 
      </mover> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           λ 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mi>
            α 
          </mi> 
          <mi>
            β 
          </mi> 
         </mrow> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mi>
            α 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           λ 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mi>
            α 
          </mi> 
          <mi>
            β 
          </mi> 
         </mrow> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mi>
            β 
          </mi> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mi>
            α 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           η 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mi>
            α 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
            <mi>
              β 
            </mi> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
        </msub> 
        <msup> 
         <mi>
           β 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mi>
        g 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>. (202)</p>
   <p>Hence the acceleration with 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         m 
       </mi> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> is constant. In the case of vanishing air resistance, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         η 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          α 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mi>
            β 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>, this expression reduces to that in Equation (49). Equation (202) combines kinematical and dynamical factors. Those associated with 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         λ 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          α 
        </mi> 
        <mi>
          β 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> are kinematical and due to the assumption of how the rate of mass accretion depend upon the mass and velocity of the droplet, while that associated with 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         η 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          α 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mi>
            β 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> is dynamical and relates to the air resistance. Greater value of 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         η 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          α 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mi>
            β 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> means greater air resistance and thus smaller acceleration. However greater value of 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         λ 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          α 
        </mi> 
        <mi>
          β 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>, which means greater mass accretion, gives greater acceleration. This is due to the fact that greater acceleration gives greater velocity and thus faster mass accretion. This problem has recently been considered by S. Day and A. Gorai <xref ref-type="bibr" rid="scirp.144498-24">
     [24]
    </xref> who solved the equation of motion numerically and found the terminal velocity for several cases.</p>
   <p>If there is no mass accretion, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         λ 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          α 
        </mi> 
        <mi>
          β 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>, and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       m 
     </mi> 
    </math> is constant. Then the equation of motion reduces to</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mo>
         ˙ 
       </mo> 
      </mover> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        g 
      </mi> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         η 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          α 
        </mi> 
        <mi>
          δ 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <msup> 
       <mi>
         m 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          α 
        </mi> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msup> 
      <msup> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mi>
         δ 
       </mi> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math>. (203)</p>
   <p>If we do not summarize over 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       δ 
     </mi> 
    </math> this equation can be integrated analytically in terms of elementary functions for many integer values of 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       δ 
     </mi> 
    </math>, including the physically most important ones, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        δ 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        δ 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        2 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>, which were considered above in sections 3 and 4. Summarising over delta up to 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        δ 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        2 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> leads to the result discussed in section 5 with contributions to the air resistance both linear and quadratic in the velocity.</p>
  </sec><sec id="s10">
   <title>10. Change of Mechanical Energy of Falling Droplets</title>
   <p>We shall briefly consider the change of mechanical energy of the droplets during their motion. As is well known the mechanical energy of a freely falling body is conserved. But both accretion and air resistance cause a loss of mechanical energy of the droplets.</p>
   <p>In general the rate of loss of mechanical energy of a body of mass m falling with velocity 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         h 
       </mi> 
       <mo>
         ˙ 
       </mo> 
      </mover> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mi>
        v 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math> at a height h above the level of zero potential energy in a gravitational field with acceleration of gravity g is</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mover accent="true"> 
        <mi>
          E 
        </mi> 
        <mo>
          ˙ 
        </mo> 
       </mover> 
       <mrow> 
        <mi>
          m 
        </mi> 
        <mi>
          e 
        </mi> 
        <mi>
          c 
        </mi> 
        <mi>
          h 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mover accent="true"> 
        <mi>
          E 
        </mi> 
        <mo>
          ˙ 
        </mo> 
       </mover> 
       <mrow> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
        <mi>
          o 
        </mi> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <msub> 
       <mover accent="true"> 
        <mi>
          E 
        </mi> 
        <mo>
          ˙ 
        </mo> 
       </mover> 
       <mrow> 
        <mi>
          k 
        </mi> 
        <mi>
          i 
        </mi> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msup> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            m 
          </mi> 
          <mi>
            g 
          </mi> 
          <mi>
            h 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         · 
       </mo> 
      </msup> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <msup> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mfrac> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </mfrac> 
          <mi>
            m 
          </mi> 
          <msup> 
           <mi>
             v 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         · 
       </mo> 
      </msup> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        g 
      </mi> 
      <mi>
        h 
      </mi> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         m 
       </mi> 
       <mo>
         ˙ 
       </mo> 
      </mover> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mi>
        m 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          g 
        </mi> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           v 
         </mi> 
         <mo>
           ˙ 
         </mo> 
        </mover> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mi>
        v 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>. (204)</p>
   <p>Newton’s 2. Law applied to an accreting, falling drop acted upon by air resistance both linear and quadratic in the velocity takes the form</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        m 
      </mi> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mo>
         ˙ 
       </mo> 
      </mover> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        m 
      </mi> 
      <mi>
        g 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mi>
           v 
         </mi> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             v 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
            <mtext>
              RT 
            </mtext> 
           </mrow> 
          </msub> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mi>
             v 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <msubsup> 
           <mi>
             v 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
            <mtext>
              RT 
            </mtext> 
           </mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msubsup> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mi>
        v 
      </mi> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         m 
       </mi> 
       <mo>
         ˙ 
       </mo> 
      </mover> 
     </mrow> 
    </math>. (205)</p>
   <p>Inserting this into Equation (204) gives the rate of loss of mechanical energy</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mover accent="true"> 
        <mi>
          E 
        </mi> 
        <mo>
          ˙ 
        </mo> 
       </mover> 
       <mrow> 
        <mi>
          m 
        </mi> 
        <mi>
          e 
        </mi> 
        <mi>
          c 
        </mi> 
        <mi>
          h 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        m 
      </mi> 
      <mi>
        g 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mfrac> 
         <mi>
           v 
         </mi> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             v 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
            <mtext>
              RT 
            </mtext> 
           </mrow> 
          </msub> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mi>
             v 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <msubsup> 
           <mi>
             v 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
            <mtext>
              RT 
            </mtext> 
           </mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msubsup> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          g 
        </mi> 
        <mi>
          h 
        </mi> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mi>
          v 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         m 
       </mi> 
       <mo>
         ˙ 
       </mo> 
      </mover> 
     </mrow> 
    </math>. (206)</p>
   <p>One of the cases considered by Krane <xref ref-type="bibr" rid="scirp.144498-4">
     [4]
    </xref> was that the accreted mass is proportional to the height, h, which the droplet has fallen. Then the rate of mass accretion is given by Equation (7), which gives</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mover accent="true"> 
        <mi>
          E 
        </mi> 
        <mo>
          ˙ 
        </mo> 
       </mover> 
       <mrow> 
        <mi>
          m 
        </mi> 
        <mi>
          e 
        </mi> 
        <mi>
          c 
        </mi> 
        <mi>
          h 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <mi>
            m 
          </mi> 
          <mi>
            g 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             v 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mtext>
              1RT 
            </mtext> 
           </mrow> 
          </msub> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           λ 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mn>
            02 
          </mn> 
         </mrow> 
        </msub> 
        <mi>
          g 
        </mi> 
        <mi>
          h 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mi>
        v 
      </mi> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <mi>
            m 
          </mi> 
          <mi>
            g 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <msubsup> 
           <mi>
             v 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
            <mtext>
              RT 
            </mtext> 
           </mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msubsup> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           λ 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mn>
            02 
          </mn> 
         </mrow> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math>. (207)</p>
   <p>This shows that if the rate of mass accretion is proportional to the velocity of the droplet , accretion contributes to the loss of mechanical energy of the droplet by two terms; a positive term proportional to the product of the distance the droplet has fallen and its velocity, and a negative term proportional to the square of the velocity. If the mass of the droplet is sufficiently small,</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        m 
      </mi> 
      <mo>
        &lt; 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           λ 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mn>
            02 
          </mn> 
         </mrow> 
        </msub> 
        <msubsup> 
         <mi>
           v 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
          <mtext>
            RT 
          </mtext> 
         </mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msubsup> 
       </mrow> 
       <mo>
         / 
       </mo> 
       <mi>
         g 
       </mi> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, (208)</p>
   <p>The factor multiplying 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math> is negative. Using Equation (6) this condition takes the form</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        g 
      </mi> 
      <mi>
        h 
      </mi> 
      <mo>
        &lt; 
      </mo> 
      <msubsup> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <mtext>
          RT 
        </mtext> 
       </mrow> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msubsup> 
     </mrow> 
    </math>, (209)</p>
   <p>Furthermore using Equation (105) for 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mtext>
          2RT 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> this condition takes the form</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        h 
      </mi> 
      <mo>
        &lt; 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mn>
          16 
        </mn> 
       </mrow> 
       <mn>
         3 
       </mn> 
      </mfrac> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           ρ 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mtext>
            water 
          </mtext> 
         </mrow> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           ρ 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mtext>
            air 
          </mtext> 
         </mrow> 
        </msub> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mi>
        r 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>. (210)</p>
   <p>Using Equation (24) this may be written</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         γ 
       </mi> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        &gt; 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mn>
         3 
       </mn> 
       <mrow> 
        <mn>
          16 
        </mn> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           ρ 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mtext>
            air 
          </mtext> 
         </mrow> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           ρ 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mtext>
            water 
          </mtext> 
         </mrow> 
        </msub> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
     </mrow> 
    </math>. (211)</p>
   <p>Since 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         γ 
       </mi> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        2.5 
      </mn> 
      <mo>
        × 
      </mo> 
      <msup> 
       <mrow> 
        <mn>
          10 
        </mn> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mn>
          7 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math> and typically 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         ρ 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mtext>
          air 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        4 
      </mn> 
      <mo>
        × 
      </mo> 
      <msup> 
       <mrow> 
        <mn>
          10 
        </mn> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mn>
          4 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msup> 
      <msub> 
       <mi>
         ρ 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mtext>
          water 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>, the condition (211) is not fulfilled. This means that both the factors of 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       v 
     </mi> 
    </math> and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math> in Equation (202) are positive during all of the motion even if 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        m 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>. The reason is that 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         λ 
       </mi> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> is proportional to the mass of the droplet.</p>
  </sec><sec id="s11">
   <title>11. Conclusions</title>
   <p>In this article I have given a detailed review of the dynamics of accreting droplets falling under the action of gravity and air resistance, focusing on analytical calculations. In between calculations have been included to a degree which makes the article readable by students, not only by experienced teachers and researchers.</p>
   <p>In particular I have considered both very small and slowly falling droplets where the contribution to the air resistance coming from Stokes’ law, linear in the velocity, is dominating, and faster moving droplets where the contribution which is quadratic in the velocity becomes important.</p>
   <p>A new and nice form of the solution of the equation of motion for a non-accreting, spherical droplet acted upon by the full expression for air resistance containing both the linear and quadratic term in the velocity is deduced in section 5. For pedagogical reasons the equation of motion of the droplet for this case has been deduced in two different ways in the appendices A and B.</p>
   <p>The treatment in section 6.2 of a droplet falling in an adiabatic atmosphere has not earlier been published. Furthermore the content of sections 7 - 10 is new. Here the effect of vertical motion of the air upon the motion of a droplet is considered. Furthermore, there are detailed deductions of eqs.</p>
   <p>Also, in the treatment of several proportionality constants, where earlier treatments did not care about the dimensions of the constants, I have presented a systematic approach where all the constants have correct dimensions. When teaching physics this is an important point, both due to consistency, and the possibility for the students to check the correctness of a calculation by considering the units of their expressions.</p>
   <p>
    <xref ref-type="bibr" rid="scirp.144498-"></xref>Furthermore, the effect upon the motion of different physical assumptions concerning the rate of accretion and how air resistance depends upon the velocity, has been compared. It is found that air resistance is of greater significance for the motion than accretion. In this connection new velocity—falling distance relationships have been deduced including the effect of vertical motion of the air upon the motion of the droplet.</p>
   <p>The physics of the topic can be extended, by including effects of for example change of form of the droplets during the motion, turbulence and temperature gradients, and different types of inhomogeneities in the cloud where the raindrops fall. Such extensions will generally require numerical calculations, and are not the topic of the present article.</p>
   <p>The focus has been on analytical calculations with good physical motivations. The article provides a systematic exposition of an interesting and easily understandable topic, which gives the students an opportunity of good physical and mathematical training – and the pleasure of seeing how a calculation may increase their physical understanding of a topic.</p>
  </sec><sec id="s12">
   <title>Acknowledgement</title>
   <p>I would like to thank the referee for constructive criticism of the original version of this paper. This leads to significant improvements of the article. The graphs are made by means of GeoGebra.</p>
  </sec><sec id="s13">
   <title>Appendix A. Deduction of Equation (141)</title>
   <p>Equation (140) may be written</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mtext>
          d 
        </mtext> 
        <msub> 
         <mi>
           v 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mn>
            12 
          </mn> 
          <mtext>
            R 
          </mtext> 
         </mrow> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <msubsup> 
         <mi>
           v 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mn>
            12 
          </mn> 
          <mtext>
            R 
          </mtext> 
         </mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msubsup> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           v 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mtext>
            eqR 
          </mtext> 
         </mrow> 
        </msub> 
        <msub> 
         <mi>
           v 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mn>
            12 
          </mn> 
          <mtext>
            R 
          </mtext> 
         </mrow> 
        </msub> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <msubsup> 
         <mi>
           v 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
          <mtext>
            RT 
          </mtext> 
         </mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msubsup> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mi>
         g 
       </mi> 
       <mrow> 
        <msubsup> 
         <mi>
           v 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mtext>
            2RT 
          </mtext> 
         </mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msubsup> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mtext>
        d 
      </mtext> 
      <mi>
        t 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math> (A1)</p>
   <p>Using either an integrator on internet, or an integral table, or performing the integral by means of the method with partial fractions, one ends up with an answer of the form</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mfrac> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mrow> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           v 
         </mi> 
         <mo>
           ¯ 
         </mo> 
        </mover> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mi>
        ln 
      </mi> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           v 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mn>
            12 
          </mn> 
          <mtext>
            R 
          </mtext> 
         </mrow> 
        </msub> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             v 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mtext>
              eqR 
            </mtext> 
           </mrow> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </mfrac> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           v 
         </mi> 
         <mo>
           ¯ 
         </mo> 
        </mover> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           v 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mn>
            12 
          </mn> 
          <mtext>
            R 
          </mtext> 
         </mrow> 
        </msub> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             v 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mtext>
              eqR 
            </mtext> 
           </mrow> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </mfrac> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           v 
         </mi> 
         <mo>
           ¯ 
         </mo> 
        </mover> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mi>
         g 
       </mi> 
       <mrow> 
        <msubsup> 
         <mi>
           v 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
          <mtext>
            RT 
          </mtext> 
         </mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msubsup> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mi>
        t 
      </mi> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mi>
        C 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>. (A2)</p>
   <p>where 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mover accent="true"> 
      <mi>
        v 
      </mi> 
      <mo>
        ¯ 
      </mo> 
     </mover> 
    </math> is given in Equation (141). Using the formula</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mtext>
        arcoth 
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mi>
        x 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </mfrac> 
      <mi>
        ln 
      </mi> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
     </mrow> 
    </math>, (A3)</p>
   <p>Equation (A2) can be written as</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mtext>
        arcoth 
      </mtext> 
      <mrow> 
       <mo>
         [ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mfrac> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mover accent="true"> 
          <mi>
            v 
          </mi> 
          <mo>
            ¯ 
          </mo> 
         </mover> 
        </mfrac> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             v 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mn>
              12 
            </mn> 
            <mtext>
              R 
            </mtext> 
           </mrow> 
          </msub> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               v 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mtext>
                eqR 
              </mtext> 
             </mrow> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </mfrac> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         ] 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mo>
         ¯ 
       </mo> 
      </mover> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mfrac> 
         <mi>
           g 
         </mi> 
         <mrow> 
          <msubsup> 
           <mi>
             v 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mtext>
              2RT 
            </mtext> 
           </mrow> 
           <mtext>
             2 
           </mtext> 
          </msubsup> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mi>
          C 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, (A4)</p>
   <p>or</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          12 
        </mn> 
        <mtext>
          R 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mo>
         ¯ 
       </mo> 
      </mover> 
      <mi>
        coth 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <mover accent="true"> 
           <mi>
             v 
           </mi> 
           <mo>
             ¯ 
           </mo> 
          </mover> 
          <mi>
            g 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <msubsup> 
           <mi>
             v 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
            <mtext>
              RT 
            </mtext> 
           </mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msubsup> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           v 
         </mi> 
         <mo>
           ¯ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mi>
          C 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           v 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mtext>
            eqR 
          </mtext> 
         </mrow> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </mfrac> 
     </mrow> 
    </math>. (A5)</p>
   <p>We consider a droplet falling from rest so that the initial condition is 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          12 
        </mn> 
        <mtext>
          R 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>, giving</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           v 
         </mi> 
         <mo>
           ¯ 
         </mo> 
        </mover> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           v 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mtext>
            eqR 
          </mtext> 
         </mrow> 
        </msub> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mi>
        coth 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           v 
         </mi> 
         <mo>
           ¯ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mi>
          C 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>. (A6)</p>
   <p>Hence</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mo>
         ¯ 
       </mo> 
      </mover> 
      <mi>
        C 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mtext>
        arcoth 
      </mtext> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           v 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mtext>
            eqR 
          </mtext> 
         </mrow> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           v 
         </mi> 
         <mo>
           ¯ 
         </mo> 
        </mover> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
     </mrow> 
    </math>. (A7)</p>
   <p>Inserting this into Equation (A5) gives</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          12 
        </mn> 
        <mtext>
          R 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mo>
         ¯ 
       </mo> 
      </mover> 
      <mi>
        coth 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <mover accent="true"> 
           <mi>
             v 
           </mi> 
           <mo>
             ¯ 
           </mo> 
          </mover> 
          <mi>
            g 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <msubsup> 
           <mi>
             v 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
            <mtext>
              RT 
            </mtext> 
           </mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msubsup> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mtext>
          arcoth 
        </mtext> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             v 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mtext>
              eqR 
            </mtext> 
           </mrow> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
          <mover accent="true"> 
           <mi>
             v 
           </mi> 
           <mo>
             ¯ 
           </mo> 
          </mover> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           v 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mtext>
            eqR 
          </mtext> 
         </mrow> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </mfrac> 
     </mrow> 
    </math>. (A8)</p>
   <p>Using that</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        coth 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mi>
          y 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mi>
          coth 
        </mi> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mi>
          coth 
        </mi> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mi>
          y 
        </mi> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mi>
          coth 
        </mi> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mi>
          coth 
        </mi> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mi>
          y 
        </mi> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
     </mrow> 
    </math>, (A9)</p>
   <p>we finally obtain</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          12 
        </mn> 
        <mtext>
          R 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <msub> 
         <mi>
           v 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mtext>
            RT 
          </mtext> 
         </mrow> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
          <mover accent="true"> 
           <mi>
             v 
           </mi> 
           <mo>
             ¯ 
           </mo> 
          </mover> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             v 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mi>
              e 
            </mi> 
            <mtext>
              qR 
            </mtext> 
           </mrow> 
          </msub> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
        <mi>
          coth 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <mover accent="true"> 
             <mi>
               v 
             </mi> 
             <mo>
               ¯ 
             </mo> 
            </mover> 
            <mi>
              g 
            </mi> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
            <msubsup> 
             <mi>
               v 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
              <mtext>
                RT 
              </mtext> 
             </mrow> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msubsup> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
          <mi>
            t 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
     </mrow> 
    </math>, (A10)</p>
   <p>which is Equation (141) in the main text.</p>
   <p>With only linear air resistance 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <mtext>
          RT 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        → 
      </mo> 
      <mi>
        ∞ 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mo>
         ¯ 
       </mo> 
      </mover> 
      <mo>
        → 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <mtext>
          RT 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>. Using that</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        coth 
      </mi> 
      <mi>
        x 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mtext>
           e 
         </mtext> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
        </msup> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <msup> 
         <mtext>
           e 
         </mtext> 
         <mrow> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
         </mrow> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mtext>
           e 
         </mtext> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
        </msup> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <msup> 
         <mtext>
           e 
         </mtext> 
         <mrow> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
         </mrow> 
        </msup> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
     </mrow> 
    </math>, (A11)</p>
   <p>Equation (A1) then takes the form</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mtext>
          R 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mtext>
          RT 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <msup> 
         <mtext>
           e 
         </mtext> 
         <mrow> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mfrac> 
           <mi>
             g 
           </mi> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               v 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mtext>
                1RT 
              </mtext> 
             </mrow> 
            </msub> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
          <mi>
            t 
          </mi> 
         </mrow> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, (A12)</p>
   <p>which is Equation (48) in the main text.</p>
   <p>With only quadratic air resistance 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mtext>
          RT 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        → 
      </mo> 
      <mi>
        ∞ 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>. Then 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mo>
         ¯ 
       </mo> 
      </mover> 
      <mo>
        → 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           v 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mtext>
            eq 
          </mtext> 
         </mrow> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         / 
       </mo> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>. In this case 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        coth 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         [ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mrow> 
           <mrow> 
            <mover accent="true"> 
             <mi>
               v 
             </mi> 
             <mo>
               ¯ 
             </mo> 
            </mover> 
            <mi>
              g 
            </mi> 
           </mrow> 
           <mo>
             / 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
            <msubsup> 
             <mi>
               v 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
              <mtext>
                RT 
              </mtext> 
             </mrow> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msubsup> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ] 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        → 
      </mo> 
      <mi>
        ∞ 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>, so the number 1 in the denominator of Equation (A10) can be neglected. Equation (A10) then takes the form</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <mtext>
          R 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <mtext>
          RT 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mi>
        tanh 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mfrac> 
         <mi>
           g 
         </mi> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             v 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
            <mtext>
              RT 
            </mtext> 
           </mrow> 
          </msub> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, (A13)</p>
   <p>which is Equation (135) in the main text.</p>
  </sec><sec id="s14">
   <title>Appendix B. Alternative Method for Integrating Equation (141)</title>
   <p>Since this review is meant to be of pedagogical value I also present a useful method for integrating Equation (114) without using integral tables or integrators on internet. Equation (140) can be written</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mstyle displaystyle="true"> 
       <mrow> 
        <mo>
          ∫ 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mfrac> 
          <mrow> 
           <mtext>
             d 
           </mtext> 
           <msub> 
            <mi>
              v 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mn>
               12 
             </mn> 
             <mtext>
               R 
             </mtext> 
            </mrow> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <msubsup> 
            <mi>
              v 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mn>
               12 
             </mn> 
             <mtext>
               R 
             </mtext> 
            </mrow> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msubsup> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              v 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mtext>
               eqR 
             </mtext> 
            </mrow> 
           </msub> 
           <msub> 
            <mi>
              v 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mn>
               12 
             </mn> 
             <mtext>
               R 
             </mtext> 
            </mrow> 
           </msub> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <msubsup> 
            <mi>
              v 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
             <mtext>
               RT 
             </mtext> 
            </mrow> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msubsup> 
          </mrow> 
         </mfrac> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mi>
           C 
         </mi> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mi>
            g 
          </mi> 
          <mrow> 
           <msubsup> 
            <mi>
              v 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mtext>
               2RT 
             </mtext> 
            </mrow> 
            <mtext>
              2 
            </mtext> 
           </msubsup> 
          </mrow> 
         </mfrac> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </mstyle> 
     </mrow> 
    </math>, (B1)</p>
   <p>where 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mtext>
          eqR 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> is given in Equation (107). With the formula</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mfrac> 
       <mtext>
         d 
       </mtext> 
       <mrow> 
        <mtext>
          d 
        </mtext> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mtext>
        artanh 
      </mtext> 
      <mi>
        x 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mrow> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <msup> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
     </mrow> 
    </math> (B2)</p>
   <p>in the mind we prepare for introducing a new variable by writing Equation (B1) in the form</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline"> <mrow> 
      <mfrac> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mover accent="true"> 
        <mi>
          v 
        </mi> 
        <mo>
          ¯ 
        </mo> 
       </mover> 
      </mfrac> 
      <mstyle displaystyle="true"> 
       <mrow> 
        <mo>
          ∫ 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mfrac> 
          <mrow> 
           <mtext>
             d 
           </mtext> 
           <msub> 
            <mi>
              v 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mn>
               12 
             </mn> 
             <mtext>
               R 
             </mtext> 
            </mrow> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <msup> 
            <mrow> 
             <mrow> 
              <mo>
                [ 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mrow> 
                <mrow> 
                 <mrow> 
                  <mo>
                    ( 
                  </mo> 
                  <mrow> 
                   <msub> 
                    <mi>
                      v 
                    </mi> 
                    <mrow> 
                     <mn>
                       12 
                     </mn> 
                     <mtext>
                       R 
                     </mtext> 
                    </mrow> 
                   </msub> 
                   <mo>
                     + 
                   </mo> 
                   <mfrac> 
                    <mrow> 
                     <msub> 
                      <mi>
                        v 
                      </mi> 
                      <mrow> 
                       <mtext>
                         eqR 
                       </mtext> 
                      </mrow> 
                     </msub> 
                    </mrow> 
                    <mn>
                      2 
                    </mn> 
                   </mfrac> 
                  </mrow> 
                  <mo>
                    ) 
                  </mo> 
                 </mrow> 
                </mrow> 
                <mo>
                  / 
                </mo> 
                <mover accent="true"> 
                 <mi>
                   v 
                 </mi> 
                 <mo>
                   ¯ 
                 </mo> 
                </mover> 
               </mrow> 
              </mrow> 
              <mo>
                ] 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msup> 
          </mrow> 
         </mfrac> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </mstyle> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mo>
         ¯ 
       </mo> 
      </mover> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mfrac> 
         <mi>
           g 
         </mi> 
         <mrow> 
          <msubsup> 
           <mi>
             v 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mtext>
              tRT 
            </mtext> 
           </mrow> 
           <mtext>
             2 
           </mtext> 
          </msubsup> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mi>
          C 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, (B3)</p>
   <p>where 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mover accent="true"> 
      <mi>
        v 
      </mi> 
      <mo>
        ¯ 
      </mo> 
     </mover> 
    </math> is given in Equation (141). Introducing the variable</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        x 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           v 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mtext>
            12R 
          </mtext> 
         </mrow> 
        </msub> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             v 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mtext>
              eqR 
            </mtext> 
           </mrow> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </mfrac> 
       </mrow> 
       <mover accent="true"> 
        <mi>
          v 
        </mi> 
        <mo>
          ¯ 
        </mo> 
       </mover> 
      </mfrac> 
     </mrow> 
    </math>, (B4)</p>
   <p>Equation (B3) takes the form</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mstyle displaystyle="true"> 
       <mrow> 
        <mo>
          ∫ 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mfrac> 
          <mrow> 
           <mtext>
             d 
           </mtext> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <msup> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msup> 
          </mrow> 
         </mfrac> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </mstyle> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mo>
         ¯ 
       </mo> 
      </mover> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mfrac> 
         <mi>
           g 
         </mi> 
         <mrow> 
          <msubsup> 
           <mi>
             v 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mtext>
              2RT 
            </mtext> 
           </mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msubsup> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mi>
          C 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>. (B5)</p>
   <p>Integration by use of Equations (B2) and (B4) gives</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mtext>
        artanh 
      </mtext> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           v 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mn>
            12 
          </mn> 
          <mtext>
            R 
          </mtext> 
         </mrow> 
        </msub> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             v 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mtext>
              eqR 
            </mtext> 
           </mrow> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </mfrac> 
       </mrow> 
       <mover accent="true"> 
        <mi>
          v 
        </mi> 
        <mo>
          ¯ 
        </mo> 
       </mover> 
      </mfrac> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mo>
         ¯ 
       </mo> 
      </mover> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mfrac> 
         <mi>
           g 
         </mi> 
         <mrow> 
          <msubsup> 
           <mi>
             v 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mtext>
              2RT 
            </mtext> 
           </mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msubsup> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mi>
          C 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>. (B6)</p>
   <p>Hence</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           v 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mn>
            12 
          </mn> 
          <mtext>
            R 
          </mtext> 
         </mrow> 
        </msub> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             v 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mtext>
              eqR 
            </mtext> 
           </mrow> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </mfrac> 
       </mrow> 
       <mover accent="true"> 
        <mi>
          v 
        </mi> 
        <mo>
          ¯ 
        </mo> 
       </mover> 
      </mfrac> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        tanh 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         [ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           v 
         </mi> 
         <mo>
           ¯ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mfrac> 
           <mi>
             g 
           </mi> 
           <mrow> 
            <msubsup> 
             <mi>
               v 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mtext>
                2RT 
              </mtext> 
             </mrow> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msubsup> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
          <mi>
            t 
          </mi> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mi>
            C 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         ] 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, (B7)</p>
   <p>or</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          12 
        </mn> 
        <mtext>
          R 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mo>
         ¯ 
       </mo> 
      </mover> 
      <mi>
        tanh 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         [ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           v 
         </mi> 
         <mo>
           ¯ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mfrac> 
           <mi>
             g 
           </mi> 
           <mrow> 
            <msubsup> 
             <mi>
               v 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
              <mtext>
                RT 
              </mtext> 
             </mrow> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msubsup> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
          <mi>
            t 
          </mi> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mi>
            C 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         ] 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           v 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mtext>
            eqR 
          </mtext> 
         </mrow> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </mfrac> 
     </mrow> 
    </math>. (B8)</p>
   <p>The initial condition 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        v 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> gives</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mo>
         ¯ 
       </mo> 
      </mover> 
      <mi>
        tanh 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         [ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           v 
         </mi> 
         <mo>
           ¯ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mo>
          ⋅ 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mi>
            C 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         ] 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           v 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mtext>
            eqR 
          </mtext> 
         </mrow> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </mfrac> 
     </mrow> 
    </math>. (B9)</p>
   <p>Hence</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        C 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mover accent="true"> 
        <mi>
          v 
        </mi> 
        <mo>
          ¯ 
        </mo> 
       </mover> 
      </mfrac> 
      <mtext>
        artanh 
      </mtext> 
      <mfrac> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mrow> 
        <msqrt> 
         <mrow> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mn>
            4 
          </mn> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <msubsup> 
             <mi>
               v 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
              <mtext>
                RT 
              </mtext> 
             </mrow> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msubsup> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <msubsup> 
             <mi>
               v 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mtext>
                eqR 
              </mtext> 
             </mrow> 
             <mtext>
               2 
             </mtext> 
            </msubsup> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
         </mrow> 
        </msqrt> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
     </mrow> 
    </math>. (B10)</p>
   <p>Inserting this into Equation (B8) gives</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          12 
        </mn> 
        <mtext>
          R 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mo>
         ¯ 
       </mo> 
      </mover> 
      <mi>
        tanh 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <mi>
            g 
          </mi> 
          <mover accent="true"> 
           <mi>
             v 
           </mi> 
           <mo>
             ¯ 
           </mo> 
          </mover> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <msubsup> 
           <mi>
             v 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
            <mtext>
              RT 
            </mtext> 
           </mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msubsup> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mtext>
          artanh 
        </mtext> 
        <mfrac> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mrow> 
          <msqrt> 
           <mrow> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
            <mn>
              4 
            </mn> 
            <mfrac> 
             <mrow> 
              <msubsup> 
               <mi>
                 v 
               </mi> 
               <mrow> 
                <mtext>
                  2RT 
                </mtext> 
               </mrow> 
               <mtext>
                 2 
               </mtext> 
              </msubsup> 
             </mrow> 
             <mrow> 
              <msubsup> 
               <mi>
                 v 
               </mi> 
               <mrow> 
                <mtext>
                  eqR 
                </mtext> 
               </mrow> 
               <mtext>
                 2 
               </mtext> 
              </msubsup> 
             </mrow> 
            </mfrac> 
           </mrow> 
          </msqrt> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           v 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mtext>
            eqR 
          </mtext> 
         </mrow> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </mfrac> 
     </mrow> 
    </math>. (B11)</p>
   <p>Using that</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        tanh 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mi>
          y 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mi>
          tanh 
        </mi> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mi>
          tanh 
        </mi> 
        <mi>
          y 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mi>
          tanh 
        </mi> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mo>
          ⋅ 
        </mo> 
        <mi>
          tanh 
        </mi> 
        <mi>
          y 
        </mi> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
     </mrow> 
    </math>, (B12)</p>
   <p>inserting the expression for 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mover accent="true"> 
      <mi>
        v 
      </mi> 
      <mo>
        ¯ 
      </mo> 
     </mover> 
    </math> from Equation (B3) and using Equation (82), we get</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          12 
        </mn> 
        <mtext>
          R 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <msub> 
         <mi>
           v 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mtext>
            1RT 
          </mtext> 
         </mrow> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           k 
         </mi> 
         <mtext>
           R 
         </mtext> 
        </msub> 
        <mi>
          coth 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               k 
             </mi> 
             <mtext>
               R 
             </mtext> 
            </msub> 
            <mi>
              g 
            </mi> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
            <msub> 
             <mi>
               v 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
              <mtext>
                RT 
              </mtext> 
             </mrow> 
            </msub> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
          <mi>
            t 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
     </mrow> 
    </math>, (B13)</p>
   <p>where 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         k 
       </mi> 
       <mtext>
         R 
       </mtext> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> is defined in Equation (A4). This is identical to Equation (A10).</p>
  </sec><sec id="s15">
   <title>Appendix C. Solving Equation (156)</title>
   <p>With the notation 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <msup> 
        <mi>
          v 
        </mi> 
        <mo>
          ′ 
        </mo> 
       </msup> 
       <mrow> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <mtext>
          iso 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mrow> 
        <mtext>
          d 
        </mtext> 
        <msub> 
         <mi>
           v 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
          <mtext>
            iso 
          </mtext> 
         </mrow> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         / 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mtext>
          d 
        </mtext> 
        <mi>
          z 
        </mi> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> and introducing 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        y 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msubsup> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <mtext>
          iso 
        </mtext> 
       </mrow> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msubsup> 
     </mrow> 
    </math> Equation (154) can be written in the form</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         y 
       </mi> 
       <mo>
         ′ 
       </mo> 
      </msup> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <mi>
          g 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <msubsup> 
         <mi>
           v 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
          <mtext>
            RT 
          </mtext> 
         </mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msubsup> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <msup> 
       <mtext>
         e 
       </mtext> 
       <mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mfrac> 
         <mi>
           z 
         </mi> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             z 
           </mi> 
           <mtext>
             T 
           </mtext> 
          </msub> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
       </mrow> 
      </msup> 
      <mi>
        y 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        2 
      </mn> 
      <mi>
        g 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>. (C1)</p>
   <p>This is a linear first order differential equation of the form</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         y 
       </mi> 
       <mo>
         ′ 
       </mo> 
      </msup> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mi>
        P 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         z 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mi>
        y 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        Q 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         z 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, (C2)</p>
   <p>with</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        P 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         z 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <mi>
          g 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <msubsup> 
         <mi>
           v 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
          <mtext>
            RT 
          </mtext> 
         </mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msubsup> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <msup> 
       <mtext>
         e 
       </mtext> 
       <mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mfrac> 
         <mi>
           z 
         </mi> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             z 
           </mi> 
           <mtext>
             T 
           </mtext> 
          </msub> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
       </mrow> 
      </msup> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mi>
        Q 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         z 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        2 
      </mn> 
      <mi>
        g 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>. (C3)</p>
   <p>The general solution is</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        y 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         z 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msup> 
       <mtext>
         e 
       </mtext> 
       <mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mstyle displaystyle="true"> 
         <mrow> 
          <mo>
            ∫ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             P 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              z 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mtext>
             d 
           </mtext> 
           <mi>
             z 
           </mi> 
          </mrow> 
         </mrow> 
        </mstyle> 
       </mrow> 
      </msup> 
      <mrow> 
       <mo>
         [ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mstyle displaystyle="true"> 
         <mrow> 
          <mo>
            ∫ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             Q 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              z 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <msup> 
            <mtext>
              e 
            </mtext> 
            <mrow> 
             <mstyle displaystyle="true"> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ∫ 
               </mo> 
               <mrow> 
                <mi>
                  P 
                </mi> 
                <mrow> 
                 <mo>
                   ( 
                 </mo> 
                 <mi>
                   z 
                 </mi> 
                 <mo>
                   ) 
                 </mo> 
                </mrow> 
                <mtext>
                  d 
                </mtext> 
                <mi>
                  z 
                </mi> 
               </mrow> 
              </mrow> 
             </mstyle> 
            </mrow> 
           </msup> 
           <mtext>
             d 
           </mtext> 
           <mi>
             z 
           </mi> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mi>
             C 
           </mi> 
          </mrow> 
         </mrow> 
        </mstyle> 
       </mrow> 
       <mo>
         ] 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>. (C4)</p>
   <p>Inserting the functions (C3) gives</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mstyle displaystyle="true"> 
       <mrow> 
        <mo>
          ∫ 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           P 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            z 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mtext>
           d 
         </mtext> 
         <mi>
           z 
         </mi> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </mstyle> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <mi>
          g 
        </mi> 
        <msub> 
         <mi>
           z 
         </mi> 
         <mtext>
           T 
         </mtext> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <msubsup> 
         <mi>
           v 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
          <mtext>
            RT 
          </mtext> 
         </mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msubsup> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <msup> 
       <mtext>
         e 
       </mtext> 
       <mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           z 
         </mi> 
         <mo>
           / 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             z 
           </mi> 
           <mtext>
             T 
           </mtext> 
          </msub> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math>. (C5)</p>
   <p>It is useful here to introduce the dimensionless constant</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        p 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <mi>
          g 
        </mi> 
        <msub> 
         <mi>
           z 
         </mi> 
         <mtext>
           T 
         </mtext> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <msubsup> 
         <mi>
           v 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
          <mtext>
            RT 
          </mtext> 
         </mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msubsup> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
     </mrow> 
    </math>. (C6)</p>
   <p>The integral inside the bracket takes the form</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mstyle displaystyle="true"> 
       <mrow> 
        <mo>
          ∫ 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           Q 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            z 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <msup> 
          <mtext>
            e 
          </mtext> 
          <mrow> 
           <mstyle displaystyle="true"> 
            <mrow> 
             <mo>
               ∫ 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mi>
                P 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ( 
               </mo> 
               <mi>
                 z 
               </mi> 
               <mo>
                 ) 
               </mo> 
              </mrow> 
              <mtext>
                d 
              </mtext> 
              <mi>
                z 
              </mi> 
             </mrow> 
            </mrow> 
           </mstyle> 
          </mrow> 
         </msup> 
         <mtext>
           d 
         </mtext> 
         <mi>
           z 
         </mi> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </mstyle> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        2 
      </mn> 
      <mi>
        g 
      </mi> 
      <mstyle displaystyle="true"> 
       <mrow> 
        <mo>
          ∫ 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msup> 
          <mtext>
            e 
          </mtext> 
          <mrow> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mi>
             p 
           </mi> 
           <msup> 
            <mtext>
              e 
            </mtext> 
            <mrow> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mi>
                z 
              </mi> 
              <mo>
                / 
              </mo> 
              <mrow> 
               <msub> 
                <mi>
                  z 
                </mi> 
                <mtext>
                  T 
                </mtext> 
               </msub> 
              </mrow> 
             </mrow> 
            </mrow> 
           </msup> 
          </mrow> 
         </msup> 
         <mtext>
           d 
         </mtext> 
         <mi>
           z 
         </mi> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </mstyle> 
     </mrow> 
    </math>. (C7)</p>
   <p>We here introduce a new variable u as follows</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        u 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        p 
      </mi> 
      <msup> 
       <mtext>
         e 
       </mtext> 
       <mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           z 
         </mi> 
         <mo>
           / 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             z 
           </mi> 
           <mtext>
             T 
           </mtext> 
          </msub> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </msup> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mi>
        z 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         z 
       </mi> 
       <mtext>
         T 
       </mtext> 
      </msub> 
      <mi>
        ln 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mo>
           / 
         </mo> 
         <mi>
           p 
         </mi> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
        d 
      </mtext> 
      <mi>
        z 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           z 
         </mi> 
         <mtext>
           T 
         </mtext> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mi>
         u 
       </mi> 
      </mfrac> 
      <mtext>
        d 
      </mtext> 
      <mi>
        u 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math> (C8)</p>
   <p>Hence</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mstyle displaystyle="true"> 
       <mrow> 
        <mo>
          ∫ 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msup> 
          <mtext>
            e 
          </mtext> 
          <mrow> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mi>
             p 
           </mi> 
           <msup> 
            <mtext>
              e 
            </mtext> 
            <mrow> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mi>
                z 
              </mi> 
              <mo>
                / 
              </mo> 
              <mrow> 
               <msub> 
                <mi>
                  z 
                </mi> 
                <mtext>
                  T 
                </mtext> 
               </msub> 
              </mrow> 
             </mrow> 
            </mrow> 
           </msup> 
          </mrow> 
         </msup> 
         <mtext>
           d 
         </mtext> 
         <mi>
           z 
         </mi> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </mstyle> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         z 
       </mi> 
       <mtext>
         T 
       </mtext> 
      </msub> 
      <mstyle displaystyle="true"> 
       <mrow> 
        <mo>
          ∫ 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mfrac> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mtext>
              e 
            </mtext> 
            <mrow> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mi>
               u 
             </mi> 
            </mrow> 
           </msup> 
          </mrow> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
         </mfrac> 
         <mtext>
           d 
         </mtext> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </mstyle> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         z 
       </mi> 
       <mtext>
         T 
       </mtext> 
      </msub> 
      <mi>
        E 
      </mi> 
      <mi>
        i 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         z 
       </mi> 
       <mtext>
         T 
       </mtext> 
      </msub> 
      <mi>
        E 
      </mi> 
      <mi>
        i 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
        <msup> 
         <mtext>
           e 
         </mtext> 
         <mrow> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             z 
           </mi> 
           <mo>
             / 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               z 
             </mi> 
             <mtext>
               T 
             </mtext> 
            </msub> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </mrow> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, (C9)</p>
   <p>where 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        E 
      </mi> 
      <mi>
        i 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math> is the exponential integral function. Inserting Equation (C9) into Equation (C7), and then Equation (C7) into Equation (C4) gives</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        y 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msup> 
       <mtext>
         e 
       </mtext> 
       <mrow> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
        <msup> 
         <mtext>
           e 
         </mtext> 
         <mrow> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             z 
           </mi> 
           <mo>
             / 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               z 
             </mi> 
             <mtext>
               T 
             </mtext> 
            </msub> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </mrow> 
        </msup> 
       </mrow> 
      </msup> 
      <mrow> 
       <mo>
         [ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
        <msubsup> 
         <mi>
           v 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mtext>
            2RT 
          </mtext> 
         </mrow> 
         <mtext>
           2 
         </mtext> 
        </msubsup> 
        <mi>
          E 
        </mi> 
        <mi>
          i 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mi>
            p 
          </mi> 
          <msup> 
           <mtext>
             e 
           </mtext> 
           <mrow> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mi>
               z 
             </mi> 
             <mo>
               / 
             </mo> 
             <mrow> 
              <msub> 
               <mi>
                 z 
               </mi> 
               <mtext>
                 T 
               </mtext> 
              </msub> 
             </mrow> 
            </mrow> 
           </mrow> 
          </msup> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mi>
          C 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ] 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, (C10)</p>
   <p>where C is a constant of integration. The initial condition that the droplet falls from rest, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <mtext>
          iso 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>, leads to</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        C 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        p 
      </mi> 
      <msubsup> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <mtext>
          RT 
        </mtext> 
       </mrow> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msubsup> 
      <mi>
        E 
      </mi> 
      <mi>
        i 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         p 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, (C11)</p>
   <p>and hence,</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        y 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         z 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        p 
      </mi> 
      <msubsup> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <mtext>
          RT 
        </mtext> 
       </mrow> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msubsup> 
      <msup> 
       <mtext>
         e 
       </mtext> 
       <mrow> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
        <msup> 
         <mtext>
           e 
         </mtext> 
         <mrow> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             z 
           </mi> 
           <mo>
             / 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               z 
             </mi> 
             <mtext>
               T 
             </mtext> 
            </msub> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </mrow> 
        </msup> 
       </mrow> 
      </msup> 
      <mrow> 
       <mo>
         [ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          E 
        </mi> 
        <mi>
          i 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mi>
            p 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mi>
          E 
        </mi> 
        <mi>
          i 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mi>
            p 
          </mi> 
          <msup> 
           <mtext>
             e 
           </mtext> 
           <mrow> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mi>
               z 
             </mi> 
             <mo>
               / 
             </mo> 
             <mrow> 
              <msub> 
               <mi>
                 z 
               </mi> 
               <mtext>
                 T 
               </mtext> 
              </msub> 
             </mrow> 
            </mrow> 
           </mrow> 
          </msup> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         ] 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>. (C12)</p>
   <p>Using that 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        y 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msubsup> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mtext>
          2iso 
        </mtext> 
       </mrow> 
       <mtext>
         2 
       </mtext> 
      </msubsup> 
     </mrow> 
    </math> finally gives the solution of Equation (C1) with the initial condition 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mtext>
          2iso 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>,</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <mtext>
          iso 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mtext>
          2RT 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <msqrt> 
       <mrow> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
        <msup> 
         <mtext>
           e 
         </mtext> 
         <mrow> 
          <mi>
            p 
          </mi> 
          <msup> 
           <mtext>
             e 
           </mtext> 
           <mrow> 
            <mrow> 
             <mi>
               z 
             </mi> 
             <mo>
               / 
             </mo> 
             <mrow> 
              <msub> 
               <mi>
                 z 
               </mi> 
               <mtext>
                 T 
               </mtext> 
              </msub> 
             </mrow> 
            </mrow> 
           </mrow> 
          </msup> 
         </mrow> 
        </msup> 
        <mrow> 
         <mo>
           [ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            E 
          </mi> 
          <mi>
            i 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mi>
              p 
            </mi> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mi>
            E 
          </mi> 
          <mi>
            i 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mi>
              p 
            </mi> 
            <msup> 
             <mtext>
               e 
             </mtext> 
             <mrow> 
              <mo>
                − 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mi>
                 z 
               </mi> 
               <mo>
                 / 
               </mo> 
               <mrow> 
                <msub> 
                 <mi>
                   z 
                 </mi> 
                 <mtext>
                   T 
                 </mtext> 
                </msub> 
               </mrow> 
              </mrow> 
             </mrow> 
            </msup> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mo>
           ] 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </msqrt> 
     </mrow> 
    </math>. (C13)</p>
  </sec><sec id="s16">
   <title>Appendix D. Deduction of Equation (178)</title>
   <p>It follows from Equations (143) and (173) and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        v 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         h 
       </mi> 
       <mo>
         ˙ 
       </mo> 
      </mover> 
     </mrow> 
    </math> that the vertical distance a droplet has moved is</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable columnalign="left"> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <msub> 
         <mi>
           h 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mn>
            12 
          </mn> 
          <mtext>
            Rvs 
          </mtext> 
         </mrow> 
        </msub> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <msub> 
         <mi>
           v 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mtext>
            RTvs 
          </mtext> 
         </mrow> 
        </msub> 
        <mstyle displaystyle="true"> 
         <mrow> 
          <munderover> 
           <mo>
             ∫ 
           </mo> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
           <mi>
             t 
           </mi> 
          </munderover> 
          <mrow> 
           <mfrac> 
            <mrow> 
             <mtext>
               d 
             </mtext> 
             <mi>
               t 
             </mi> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                k 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mtext>
                 air 
               </mtext> 
              </mrow> 
             </msub> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <msub> 
              <mi>
                k 
              </mi> 
              <mtext>
                R 
              </mtext> 
             </msub> 
             <mi>
               coth 
             </mi> 
             <mover accent="true"> 
              <mi>
                t 
              </mi> 
              <mo>
                ^ 
              </mo> 
             </mover> 
            </mrow> 
           </mfrac> 
          </mrow> 
         </mrow> 
        </mstyle> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <msub> 
         <mi>
           v 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mtext>
            RTvs 
          </mtext> 
         </mrow> 
        </msub> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           v 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mtext>
            RT 
          </mtext> 
         </mrow> 
        </msub> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           v 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mtext>
            air 
          </mtext> 
         </mrow> 
        </msub> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <msubsup> 
           <mi>
             v 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mtext>
              air 
            </mtext> 
           </mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msubsup> 
         </mrow> 
         <mo>
           / 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             v 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mtext>
              eqR 
            </mtext> 
           </mrow> 
          </msub> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
         <mo>
           ^ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             t 
           </mi> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </msub> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <msub> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </msub> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
          <msub> 
           <mi>
             v 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
            <mtext>
              RT 
            </mtext> 
           </mrow> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             k 
           </mi> 
           <mtext>
             R 
           </mtext> 
          </msub> 
          <mi>
            g 
          </mi> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
       </mtd> 
      </mtr> 
     </mtable> 
    </math> (D1)</p>
   <p>here 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         k 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mtext>
          air 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> is given in Equation (172). Introducing</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        x 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        coth 
      </mi> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         t 
       </mi> 
       <mo>
         ^ 
       </mo> 
      </mover> 
     </mrow> 
    </math>, (D2)</p>
   <p>Equation (D1) takes the form</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         h 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mtext>
          12Rvs 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <msub> 
         <mi>
           v 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mtext>
            RT 
          </mtext> 
         </mrow> 
        </msub> 
        <msub> 
         <mi>
           v 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mtext>
            1RTvs 
          </mtext> 
         </mrow> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           k 
         </mi> 
         <mtext>
           R 
         </mtext> 
        </msub> 
        <mi>
          g 
        </mi> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mstyle displaystyle="true"> 
       <mrow> 
        <munderover> 
         <mo>
           ∫ 
         </mo> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
        </munderover> 
        <mrow> 
         <mfrac> 
          <mrow> 
           <mtext>
             d 
           </mtext> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <msup> 
              <mi>
                x 
              </mi> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </msup> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                k 
              </mi> 
              <mtext>
                R 
              </mtext> 
             </msub> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <msub> 
              <mi>
                k 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mtext>
                 air 
               </mtext> 
              </mrow> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </mfrac> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </mstyle> 
     </mrow> 
    </math>. (D3)</p>
   <p>In order to perform the integration we can make a partial fraction decomposition, for example in the form</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mfrac> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <msup> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             k 
           </mi> 
           <mtext>
             R 
           </mtext> 
          </msub> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             k 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mtext>
              air 
            </mtext> 
           </mrow> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mrow> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msubsup> 
           <mi>
             k 
           </mi> 
           <mtext>
             R 
           </mtext> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msubsup> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <msubsup> 
           <mi>
             k 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mtext>
              air 
            </mtext> 
           </mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msubsup> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
          <msub> 
           <mi>
             k 
           </mi> 
           <mtext>
             R 
           </mtext> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               k 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mtext>
                air 
              </mtext> 
             </mrow> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mo>
             / 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               k 
             </mi> 
             <mtext>
               R 
             </mtext> 
            </msub> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             k 
           </mi> 
           <mtext>
             R 
           </mtext> 
          </msub> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             k 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mtext>
              air 
            </mtext> 
           </mrow> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             k 
           </mi> 
           <mtext>
             R 
           </mtext> 
          </msub> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             k 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mtext>
              air 
            </mtext> 
           </mrow> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>. (D4)</p>
   <p>Using Equation (144) for 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         k 
       </mi> 
       <mtext>
         R 
       </mtext> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> , Equation (172) for 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         k 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mtext>
          air 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>and Equation (173) for 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mtext>
          RTvs 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>we get</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msubsup> 
       <mi>
         k 
       </mi> 
       <mtext>
         R 
       </mtext> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msubsup> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <msubsup> 
       <mi>
         k 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mtext>
          air 
        </mtext> 
       </mrow> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msubsup> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mn>
          4 
        </mn> 
        <msub> 
         <mi>
           v 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mtext>
            RTvs 
          </mtext> 
         </mrow> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           v 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mtext>
            eqR 
          </mtext> 
         </mrow> 
        </msub> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
     </mrow> 
    </math>. (D5)</p>
   <p>Inserting this into Equation (D4), integrating, inserting 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        x 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        coth 
      </mi> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         t 
       </mi> 
       <mo>
         ^ 
       </mo> 
      </mover> 
     </mrow> 
    </math> and using that 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mtext>
          eqR 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mrow> 
        <msubsup> 
         <mi>
           v 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mtext>
            2RT 
          </mtext> 
         </mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msubsup> 
       </mrow> 
       <mo>
         / 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           v 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mtext>
            RT 
          </mtext> 
         </mrow> 
        </msub> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>gives the position of the position as a function of time as given in Equations (D1) and (D3),</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         h 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          12 
        </mn> 
        <mtext>
          RTvs 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         h 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mtext>
          RT 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mi>
        ln 
      </mi> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             k 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mtext>
              air 
            </mtext> 
           </mrow> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             k 
           </mi> 
           <mtext>
             R 
           </mtext> 
          </msub> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
        <mi>
          tanh 
        </mi> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
         <mo>
           ^ 
         </mo> 
        </mover> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mrow> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
            <mi>
              tanh 
            </mi> 
            <mover accent="true"> 
             <mi>
               t 
             </mi> 
             <mo>
               ^ 
             </mo> 
            </mover> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               k 
             </mi> 
             <mtext>
               R 
             </mtext> 
            </msub> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
            <msub> 
             <mi>
               k 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mtext>
                air 
              </mtext> 
             </mrow> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
            <msub> 
             <mi>
               k 
             </mi> 
             <mtext>
               R 
             </mtext> 
            </msub> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
         </mrow> 
        </msup> 
        <msup> 
         <mrow> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mi>
              tanh 
            </mi> 
            <mover accent="true"> 
             <mi>
               t 
             </mi> 
             <mo>
               ^ 
             </mo> 
            </mover> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               k 
             </mi> 
             <mtext>
               R 
             </mtext> 
            </msub> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <msub> 
             <mi>
               k 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mtext>
                air 
              </mtext> 
             </mrow> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
            <msub> 
             <mi>
               k 
             </mi> 
             <mtext>
               R 
             </mtext> 
            </msub> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
         </mrow> 
        </msup> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
     </mrow> 
    </math>. (D6)</p>
   <p>where 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         h 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mtext>
          RT 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mrow> 
        <msubsup> 
         <mi>
           v 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mtext>
            RT 
          </mtext> 
         </mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msubsup> 
       </mrow> 
       <mo>
         / 
       </mo> 
       <mi>
         g 
       </mi> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>. Using that</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mi>
            tanh 
          </mi> 
          <mover accent="true"> 
           <mi>
             t 
           </mi> 
           <mo>
             ^ 
           </mo> 
          </mover> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             k 
           </mi> 
           <mtext>
             R 
           </mtext> 
          </msub> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             k 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mtext>
              air 
            </mtext> 
           </mrow> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
          <msub> 
           <mi>
             k 
           </mi> 
           <mtext>
             R 
           </mtext> 
          </msub> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
       </mrow> 
      </msup> 
      <msup> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mi>
            tanh 
          </mi> 
          <mover accent="true"> 
           <mi>
             t 
           </mi> 
           <mo>
             ^ 
           </mo> 
          </mover> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             k 
           </mi> 
           <mtext>
             R 
           </mtext> 
          </msub> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             k 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mtext>
              air 
            </mtext> 
           </mrow> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
          <msub> 
           <mi>
             k 
           </mi> 
           <mtext>
             R 
           </mtext> 
          </msub> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
       </mrow> 
      </msup> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msqrt> 
       <mrow> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <msup> 
         <mrow> 
          <mi>
            tanh 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
         <mo>
           ^ 
         </mo> 
        </mover> 
       </mrow> 
      </msqrt> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mi>
          tanh 
        </mi> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
         <mo>
           ^ 
         </mo> 
        </mover> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mi>
          tanh 
        </mi> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
         <mo>
           ^ 
         </mo> 
        </mover> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
     </mrow> 
    </math>, (D7)</p>
   <p>together with the identities</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msqrt> 
       <mrow> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <msup> 
         <mrow> 
          <mi>
            tanh 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
         <mo>
           ^ 
         </mo> 
        </mover> 
       </mrow> 
      </msqrt> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mrow> 
        <mi>
          cosh 
        </mi> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
         <mo>
           ^ 
         </mo> 
        </mover> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mfrac> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </mfrac> 
      <mi>
        ln 
      </mi> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mi>
          tanh 
        </mi> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
         <mo>
           ^ 
         </mo> 
        </mover> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mi>
          tanh 
        </mi> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
         <mo>
           ^ 
         </mo> 
        </mover> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         t 
       </mi> 
       <mo>
         ^ 
       </mo> 
      </mover> 
     </mrow> 
    </math>, (D8)</p>
   <p>the expression for the falling distance as a function of time can be written in the form</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         h 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          12 
        </mn> 
        <mtext>
          RTvs 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         h 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mtext>
          RT 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         [ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          ln 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            cosh 
          </mi> 
          <mover accent="true"> 
           <mi>
             t 
           </mi> 
           <mo>
             ^ 
           </mo> 
          </mover> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               k 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mtext>
                air 
              </mtext> 
             </mrow> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               k 
             </mi> 
             <mtext>
               R 
             </mtext> 
            </msub> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
          <mi>
            sinh 
          </mi> 
          <mover accent="true"> 
           <mi>
             t 
           </mi> 
           <mo>
             ^ 
           </mo> 
          </mover> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             k 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mtext>
              air 
            </mtext> 
           </mrow> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             k 
           </mi> 
           <mtext>
             R 
           </mtext> 
          </msub> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
         <mo>
           ^ 
         </mo> 
        </mover> 
       </mrow> 
       <mo>
         ] 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>. (D9)</p>
   <p>The case with vanishing vertical air velocity, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mtext>
          air 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>, is obtained by putting 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         k 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mtext>
          air 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
   <p>It turns out to be advantageous to go back to the expression (D6) in order to obtain a simplest possible velocity-falling distance relationship. From Equation (173) we have</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable columnalign="left"> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             k 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mtext>
              air 
            </mtext> 
           </mrow> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             k 
           </mi> 
           <mtext>
             R 
           </mtext> 
          </msub> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
        <mi>
          tanh 
        </mi> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
         <mo>
           ^ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mrow> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               k 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mtext>
                air 
              </mtext> 
             </mrow> 
            </msub> 
            <msub> 
             <mi>
               v 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mtext>
                12Rvs 
              </mtext> 
             </mrow> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
            <msub> 
             <mi>
               v 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mtext>
                1RTvs 
              </mtext> 
             </mrow> 
            </msub> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mi>
          tanh 
        </mi> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
         <mo>
           ^ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               k 
             </mi> 
             <mtext>
               R 
             </mtext> 
            </msub> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <msub> 
             <mi>
               k 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mtext>
                air 
              </mtext> 
             </mrow> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               k 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mtext>
                air 
              </mtext> 
             </mrow> 
            </msub> 
            <msub> 
             <mi>
               v 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mtext>
                12Rvs 
              </mtext> 
             </mrow> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
            <msub> 
             <mi>
               v 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mtext>
                1RTvs 
              </mtext> 
             </mrow> 
            </msub> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mi>
          tanh 
        </mi> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
         <mo>
           ^ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               k 
             </mi> 
             <mtext>
               R 
             </mtext> 
            </msub> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
            <msub> 
             <mi>
               k 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mtext>
                air 
              </mtext> 
             </mrow> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               k 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mtext>
                air 
              </mtext> 
             </mrow> 
            </msub> 
            <msub> 
             <mi>
               v 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mtext>
                12Rvs 
              </mtext> 
             </mrow> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
            <msub> 
             <mi>
               v 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mtext>
                1RTvs 
              </mtext> 
             </mrow> 
            </msub> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
        <mo>
          . 
        </mo> 
       </mtd> 
      </mtr> 
     </mtable> 
    </math> (D10)</p>
   <p>Since the sum of the exponents in Equation (D6) is 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           k 
         </mi> 
         <mtext>
           R 
         </mtext> 
        </msub> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           k 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mtext>
            air 
          </mtext> 
         </mrow> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <msub> 
         <mi>
           k 
         </mi> 
         <mtext>
           R 
         </mtext> 
        </msub> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           k 
         </mi> 
         <mtext>
           R 
         </mtext> 
        </msub> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           k 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mtext>
            air 
          </mtext> 
         </mrow> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <msub> 
         <mi>
           k 
         </mi> 
         <mtext>
           R 
         </mtext> 
        </msub> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>, the factor 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           k 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mtext>
            air 
          </mtext> 
         </mrow> 
        </msub> 
        <msub> 
         <mi>
           v 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mtext>
            12Rvs 
          </mtext> 
         </mrow> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <msub> 
         <mi>
           v 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mtext>
            1RTvs 
          </mtext> 
         </mrow> 
        </msub> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
     </mrow> 
    </math> cancels. Hence inserting the expressions (D10) into Equation (D6) finally gives</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         h 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mtext>
          12Rvs 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <msubsup> 
         <mi>
           v 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mtext>
            2RT 
          </mtext> 
         </mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msubsup> 
       </mrow> 
       <mi>
         g 
       </mi> 
      </mfrac> 
      <mi>
        ln 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         { 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mrow> 
            <mrow> 
             <mo>
               [ 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
              <mo>
                − 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ( 
               </mo> 
               <mrow> 
                <msub> 
                 <mi>
                   k 
                 </mi> 
                 <mtext>
                   R 
                 </mtext> 
                </msub> 
                <mo>
                  + 
                </mo> 
                <msub> 
                 <mi>
                   k 
                 </mi> 
                 <mrow> 
                  <mtext>
                    air 
                  </mtext> 
                 </mrow> 
                </msub> 
               </mrow> 
               <mo>
                 ) 
               </mo> 
              </mrow> 
              <mfrac> 
               <mrow> 
                <msub> 
                 <mi>
                   v 
                 </mi> 
                 <mrow> 
                  <mn>
                    12 
                  </mn> 
                  <mtext>
                    Rvs 
                  </mtext> 
                 </mrow> 
                </msub> 
               </mrow> 
               <mrow> 
                <mn>
                  2 
                </mn> 
                <msub> 
                 <mi>
                   v 
                 </mi> 
                 <mrow> 
                  <mn>
                    1 
                  </mn> 
                  <mtext>
                    RTvs 
                  </mtext> 
                 </mrow> 
                </msub> 
               </mrow> 
              </mfrac> 
             </mrow> 
             <mo>
               ] 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <mfrac> 
             <mrow> 
              <msub> 
               <mi>
                 k 
               </mi> 
               <mrow> 
                <mtext>
                  air 
                </mtext> 
               </mrow> 
              </msub> 
              <mo>
                − 
              </mo> 
              <msub> 
               <mi>
                 k 
               </mi> 
               <mtext>
                 R 
               </mtext> 
              </msub> 
             </mrow> 
             <mrow> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
              <msub> 
               <mi>
                 k 
               </mi> 
               <mtext>
                 R 
               </mtext> 
              </msub> 
             </mrow> 
            </mfrac> 
           </mrow> 
          </msup> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mrow> 
            <mrow> 
             <mo>
               [ 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
              <mo>
                + 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ( 
               </mo> 
               <mrow> 
                <msub> 
                 <mi>
                   k 
                 </mi> 
                 <mtext>
                   R 
                 </mtext> 
                </msub> 
                <mo>
                  − 
                </mo> 
                <msub> 
                 <mi>
                   k 
                 </mi> 
                 <mrow> 
                  <mtext>
                    air 
                  </mtext> 
                 </mrow> 
                </msub> 
               </mrow> 
               <mo>
                 ) 
               </mo> 
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