淋雨量与速度之间的关系由刀豆文库小编整理,希望给你工作、学习、生活带来方便,猜你可能喜欢“加速度与角速度的关系”。
淋雨量与速度之间的关系的分析
下雨时,是慢点走还是快点走淋雨少?生活中,人们经常就这个问题进行讨论。下面,我将对这个问题进行定量分析。
对于一个实际问题进行分析,首先应建立一个模型。由质量m=ρV知,要求质量,必须先知道密度ρ。在此就需引入雨水密度ρ,但要注意此密度并不是水的密度,而是把雨滴在空间中平均分布之后的密度。有了密度之后,再必须知道体积。在流体中,V=υtS.现在就可以求淋雨量了,这里的淋雨量其实就是质量。设想有一个很小的面积元,在很短的时间内,则有
dQ=δρVdtdS①
对其进行积分,就得到
Q=∫∫δρVdtdS②
上面这个就是淋雨量的计算式子。对于有些问题可以对此式进行简化求出。下面就来具体解决下雨时,是慢点走还是快点走淋雨少这个问题。先把问题进行简化,即令相对速度不随时间而变化,得到下面的式子
Q=∫δρVtdS③
有了上面的式子后,还可以进一步简化,设人的表面积为一竖着地面上的有限平面,得
Q=δρVtS④
然后设雨的速度为V1,与水平面的夹角为θ,人的速度为V2,对上面的式子进行化简
V=V1-V2⑤
VS=-V1Ssinθ-V2S⑥
将⑥代入④得
Q=-δρLS(V1/V2 sinθ+1)⑦
⑦就是下雨时,人的淋雨量计算式。通过此式,可知速度越大淋雨越少。当速度为零时,淋雨量为无穷。这个好理解,当一直站在雨中时,只要雨一直下,人能够无限活下去,淋雨量自然为无穷。但无论速度如何大,总会淋雨。这个可以用一句话来说明“人在水中穿,怎能不湿衣”。