一个困惑多年的物理竞赛问题:下雨的时候,人是站着淋的雨多,还是在走路跑步淋的雨多
首先淋雨多是什么意思?即在相等的时间内,打在人身上的雨的体积,体积等于有效面积乘以它的长度,而长度等于一个雨滴的高度乘以雨滴的数量,又等于雨滴速度乘以时间,而这个速度是相对速度,如果雨是垂直下落,如果雨滴是斜相向前,或是斜相后速度的合成就会完全不一样。
通常情况下,先刮风后下雨,当雨下大时通常就没有风速了,
物理是忽略次要物理条件,近似物理理想状态,当下大雨时快跑时,雨打在人身上的面积不仅是头部双肩,还有全身,这样雨的受位面积大,必然是淋湿的雨就大。
如果是小雨天,快跑时抢先跑到目的地,人淋的雨就少,
如果是均匀雨滴跑的速度越大淋的雨越少,如果速度达到光速是就不可能淋到雨,速度接近于0时,静止时必然是淋的雨就多。
如果雨不是垂直下落这是设计到雨的速度合成,斜相前跑的越快淋的雨越多,如果是斜向后,跑到莫一个速度时可能淋不到雨。
若水有话讲,和你不一样。
答案当然是:相同时间,走路跑步淋雨多,为什么呢?我们来看看缘由。
先介绍两个概念
1.水平淋雨量:和竖直速度正比,和时间正比,和水平受雨面积正比。
2.侧面淋雨量:和水平速度正比,和时间正比,和侧面受雨面积正比。
人的最终淋雨量=水平淋雨量+侧面淋雨量
先解答题主的问题
水平淋雨量
既然是物理竞赛题,我都一般认为条件是理想的即雨滴均匀而且匀速下落,这里就得到一个物理条件是:水平单位面积单位时间内的雨量一样多,我们定义为Q一样;我们设受雨时间为t,受雨面积为S,所以我们很容易得到一个人的淋雨量为Q*S*t。那站着和跑步的水平面积是一样的,取的时间一样,按照刚才的定义,跑步和站着水平淋雨量一样的。
侧面淋雨量
但是我们这里忽略的一个问题,当人跑步的时候,雨滴相对人不再是匀速下落,而是倾斜的。这是因为人跑步的时候,以人为参照,雨滴有向后的速度即有水平速度,这样水平速度使得身体侧面受雨。这时候人的淋雨量应该为:水平淋雨量+侧面淋雨量。
初步结论:相同时间,水平淋雨量一样,但跑步或走路时多了一个侧面淋雨量,所以跑步或走路淋雨多。
那接着是走路淋雨少,还是跑步淋雨少?
侧面淋雨量的多少取决于水平速度(人奔跑的速度),人的侧面面积,和刚才定义的Q,淋雨时间。刚才我们已经交代过Q一样的,对于一个人侧面面积一样的,所以这时候淋雨量最终取决于水平速度,和淋雨时间。
相同的时间,很容易得到结论,水平淋雨量一样,但跑步水平速度大,侧面淋雨量大。
但如果是相同距离呢?那我们还要得到侧面单位面积单位时间内的淋雨量:q=KV。其中K为比例系数恒定不变,V是水平速度。我们再设定奔跑距离为X,奔跑时间即为: t=X/V,这样我们得到的侧面淋雨量为q*t*侧面面积,带入公式最终得到:K*V*X/V*侧面面积,水平速度被消去,与水平速度无关。侧面淋雨量一样多。考虑到走路时间长,会造成水平淋雨量大。
结论:走路和跑步侧面淋雨量一样,但走路水平淋雨量大,走路淋雨多。
以上结论没有考虑其他因素,是理想化的结论,和现实会有出入。
看过探索频道《流言终结者》的都知道,人工降雨的结论是跑步淋雨多,在真实的雨景中走路淋雨多。
谁对谁错,难以得到结论。
我是若水,总为真实的自己。
到此,以上就是小编对于初中物理竞赛生活常识题的问题就介绍到这了,希望介绍关于初中物理竞赛生活常识题的1点解答对大家有用。
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