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人在雨中行走是否走得越快淋雨量越少V5

火烧 2016-12-15 04:28:39 1084
人们经常在雨中奔跑,因为通常认为走得越快,淋的雨就越少。那么实际情况是不是这样呢?我们来算一下。 设人体为一长方柱,其前、侧、顶的表面积之比为1:a:b。将人行走的方向设为x轴,设人的行走速度为v,行走距离为l。假定雨速是常数u,它在地平面x轴、y轴,

人们经常在雨中奔跑,因为通常认为走得越快,淋的雨就越少。那么实际情况是不是这样呢?我们来算一下。


设人体为一长方柱,其前、侧、顶的表面积之比为1:a:b。将人行走的方向设为x轴,设人的行走速度为v,行走距离为l。假定雨速是常数u,它在地平面x轴、y轴,及垂直于地面的z轴上的分速度分别为ux、uy、uz

由于在单位时间内,人在前、侧、顶三个方向的淋雨量,与它们的表面积以及三个方向上人与雨的相对速度的绝对值有关,所以单位时间的淋雨量一般可表示为

k(∣v-ux∣+a∣uy∣+b∣uz∣),

其中k为比例系数。因此,在l/v时间内,总淋雨量为


其中只有v是变量,所以s是v的函数。

下面我们分不同的情况来讨论。当v<ux,即在行走方向上人行走的速度小于雨的速度时:


显然v越大,s(v)越小,就是说在这种情况下,走得越快,淋雨量越小。

按照上面的公式,我们同样可以得出当v>ux,时,如果ux<a∣uy∣+b∣uz∣,走得越快,淋雨量越小。而如果ux>a∣uy∣+b∣uz∣,则是走得越快,淋雨量越大。事实上,由于此时x轴方向雨速最大,淋雨量主要来自这一方向,因此v不宜过大。相反,倒是要保持人速与雨速相等,即v=ux,才能使“前”身的淋雨量为0。

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