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Re: 在雨中,跑的快和跑的慢的人谁会淋的更湿?
引用作者 我说两句 于 2009-5-21发表的原文
海绵宝宝代替人出场便有解。
假定:
海绵宝宝高为H(米),与运动方向平行的边长为L(米),另一边长为W(米)。
海绵宝宝可以吸收任何与之碰触的雨滴;也不会饱和;高速移动时扔保持直立状态。
无风;也不考虑空气动力学的因素。
雨滴下降速度:V1(米/秒);
海绵移动速度:V2(米/秒);
海绵移动总距离:S(米);
单位水平面积、单位时间雨水流量:P1(千克/平方米.秒);
单位体积内雨滴质量:P0(千克/立方米);
雨滴从头顶高度落到地面时间 T1=H/V1;
在T1时间内海绵移动距离 D2=V2.T1=V2.H/V1;
海绵跑完全程所用时间 Ta=S/V2;
容易证明,海绵前面(胸腹面)受雨面积相当于在水平面内的受雨面积为W.D2;
那么,海绵前面(胸腹面)跑完全程所受雨量为
A=P1.W.D2.Ta=P1.W.(V2.H/V1).S/V2=P1.W.H.S/V1;
已经可以看出,A与V2无关。
更进一步,P1=P0.V1;
A=P1.W.H.S/V1=P0.V1.W.H.S/V1=P0.W.H.S;
结论:海绵前面(胸腹面)跑完全程所受雨量为雨的密度P0与海绵所扫过路径体积的乘积。
至于头顶所受雨量,B=W.L.P1.Ta=W.L.P1.S/V2,这个与海绵的速度V2是相关的。
A+B=P0.W.H.S+W.L.P1.S/V2
继续认真思考这看似无聊的问题。
以上的假设条件,是对问题模型的简化。完整的模型太过复杂,不是能够简单的量化分析的。以下的分析仍针对这个海绵宝宝。
考虑一个问题:怎样使得海绵前胸及后背不受雨淋?
由式D2=V2.T1=V2.H/V1;
可推论:当海绵以一个合适的速度-前倾角移动时,可以恰好使得雨滴不会撞击到前胸及后背。这个前倾角度应该符合:其正切值为V1/V2。一个很好理解的情形是:当海绵移动的速度V2等于雨滴下降的速度V1时,前倾角保持45度,则可以保持前胸及后背不受雨淋。
考虑另一个问题:怎样才能使得海绵淋尽量少的雨?
在这个简化的模型中大概是:以尽量快的速度移动,并同时保持正切值为V1/V2的前倾角。
考虑最后一个问题:在雨中跑,怎样才能尽量不淋湿?
正确答案,应该是
穿雨衣 |
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