慢走与快跑,淋湿的程度相同吗

2014-08-19 02:29王伟民王家栋孟庆庭
中学数学杂志(高中版) 2014年3期
关键词:风向淋湿路程

王伟民+王家栋+孟庆庭

下雨天,在雨中行走时,通过同样长的距离,慢慢行走和快速奔跑相比,人被雨水淋湿的程度一样吗?

为讨论问题的方便,将人看作在雨中直立并向前平移的长方体.由于风向的不同,雨滴下落的方向也不相同,我们先看最简单的情况——无风天气雨滴匀速竖直下落的情形.

图1设雨滴下落的速度为v雨,单位体积空气中的雨量为整体1,表示人的长方体模型高h,长和宽分别为c和b,如图1所示(图1乙是表示人的长方体模型的侧面图,向画面内部延伸的长方体的长c图中没有标注),设人以v人的速度匀速向左行走,则以人为参照物,本来相对于地面竖直下落的雨滴,相对于人则沿斜向后(左)的方向匀速下落,如图1甲所示,设雨滴相对人的下落方向与铅直线的夹角为α,大小为v合,有v合=v2人+v2雨,设人在雨中需要走的路程为s,则人走完路程s所用时间为sv人,由图1知,雨中行走的人在单位时间内接收的雨水量为v合(hsinα+bcosα)c,所以,人走完全程身体接收的雨水总量为:

需要说明的是,为了方便讨论,以上诸多情况,我们都是将人看作长方体模型,实际上,人属于不规则的“几何体”,而且,人的行走并非是在雨中平移,双腿和两臂在不停的前后摆动,身体上下晃动的同时,还在不断地扭动,因此,实际问题中的雨中行人,走完同样的路程,人被雨水淋湿的程度远比我们上面的讨论复杂得多,当风向与人的前进方向成任意角度时,问题将会变得更为复杂,我们不再探讨.

作者简介王伟民,男,1964年生,安徽省太和县人,中学高级教师.曾荣获太和县师德标兵、阜阳市优秀教师等称号.发表论文50余篇.

下雨天,在雨中行走时,通过同样长的距离,慢慢行走和快速奔跑相比,人被雨水淋湿的程度一样吗?

为讨论问题的方便,将人看作在雨中直立并向前平移的长方体.由于风向的不同,雨滴下落的方向也不相同,我们先看最简单的情况——无风天气雨滴匀速竖直下落的情形.

图1设雨滴下落的速度为v雨,单位体积空气中的雨量为整体1,表示人的长方体模型高h,长和宽分别为c和b,如图1所示(图1乙是表示人的长方体模型的侧面图,向画面内部延伸的长方体的长c图中没有标注),设人以v人的速度匀速向左行走,则以人为参照物,本来相对于地面竖直下落的雨滴,相对于人则沿斜向后(左)的方向匀速下落,如图1甲所示,设雨滴相对人的下落方向与铅直线的夹角为α,大小为v合,有v合=v2人+v2雨,设人在雨中需要走的路程为s,则人走完路程s所用时间为sv人,由图1知,雨中行走的人在单位时间内接收的雨水量为v合(hsinα+bcosα)c,所以,人走完全程身体接收的雨水总量为:

需要说明的是,为了方便讨论,以上诸多情况,我们都是将人看作长方体模型,实际上,人属于不规则的“几何体”,而且,人的行走并非是在雨中平移,双腿和两臂在不停的前后摆动,身体上下晃动的同时,还在不断地扭动,因此,实际问题中的雨中行人,走完同样的路程,人被雨水淋湿的程度远比我们上面的讨论复杂得多,当风向与人的前进方向成任意角度时,问题将会变得更为复杂,我们不再探讨.

作者简介王伟民,男,1964年生,安徽省太和县人,中学高级教师.曾荣获太和县师德标兵、阜阳市优秀教师等称号.发表论文50余篇.

下雨天,在雨中行走时,通过同样长的距离,慢慢行走和快速奔跑相比,人被雨水淋湿的程度一样吗?

为讨论问题的方便,将人看作在雨中直立并向前平移的长方体.由于风向的不同,雨滴下落的方向也不相同,我们先看最简单的情况——无风天气雨滴匀速竖直下落的情形.

图1设雨滴下落的速度为v雨,单位体积空气中的雨量为整体1,表示人的长方体模型高h,长和宽分别为c和b,如图1所示(图1乙是表示人的长方体模型的侧面图,向画面内部延伸的长方体的长c图中没有标注),设人以v人的速度匀速向左行走,则以人为参照物,本来相对于地面竖直下落的雨滴,相对于人则沿斜向后(左)的方向匀速下落,如图1甲所示,设雨滴相对人的下落方向与铅直线的夹角为α,大小为v合,有v合=v2人+v2雨,设人在雨中需要走的路程为s,则人走完路程s所用时间为sv人,由图1知,雨中行走的人在单位时间内接收的雨水量为v合(hsinα+bcosα)c,所以,人走完全程身体接收的雨水总量为:

需要说明的是,为了方便讨论,以上诸多情况,我们都是将人看作长方体模型,实际上,人属于不规则的“几何体”,而且,人的行走并非是在雨中平移,双腿和两臂在不停的前后摆动,身体上下晃动的同时,还在不断地扭动,因此,实际问题中的雨中行人,走完同样的路程,人被雨水淋湿的程度远比我们上面的讨论复杂得多,当风向与人的前进方向成任意角度时,问题将会变得更为复杂,我们不再探讨.

作者简介王伟民,男,1964年生,安徽省太和县人,中学高级教师.曾荣获太和县师德标兵、阜阳市优秀教师等称号.发表论文50余篇.

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