關(guān)懿雯
臨近放學(xué)回家之際,突然天降大雨,身邊卻沒(méi)有雨具.眼看這場(chǎng)雨短時(shí)間內(nèi)也不會(huì)停止,我們只有選擇冒雨回家了,那么,我們行走和奔跑哪個(gè)淋雨少呢?
經(jīng)常開(kāi)車的人可能會(huì)有這樣的經(jīng)驗(yàn),雨天行車在雨下得不很大的情況下.如果汽車以低速行駛,雨刷器使用低擋即可;如果以高速行駛,雨刷器就必須用高擋,使雨刷快速刷玻璃.因此,有些人會(huì)認(rèn)為在雨中行走比在雨中奔跑淋雨少,事實(shí)真的是這樣嗎?真相到底是什么?
為了解答這個(gè)問(wèn)題.我們可以建立一個(gè)理想模型.如圖l所示.從A地到B地的空間中均勻地彌漫著豎直下落的雨滴,如果一個(gè)人在雨中一動(dòng)不動(dòng),他所淋的雨只來(lái)源于頭頂,而不會(huì)撞到前方的雨滴,但只要人開(kāi)始向前移動(dòng),他所淋的雨就必須加上迎面撞上來(lái)的部分,此時(shí)他會(huì)淋更多的雨,也就是說(shuō),在相同時(shí)間內(nèi),靜止不動(dòng)比向前移動(dòng)淋得雨要少.
如果要想從A地移動(dòng)到B地.靜止不動(dòng)就沒(méi)有什么意義了,但到底該選擇慢走還是快跑呢?從A地到B地,人淋雨總量應(yīng)該等于迎面所淋的雨量加上頭頂所淋的雨量之和,下面就讓我們先討論人迎面所淋的雨量.由于雨滴在空間中均勻分布,因此從A地到B地迎面而來(lái)的淋雨量應(yīng)該等于雨滴與人的接觸面積和A、B兩地距離的乘積,由此可見(jiàn)迎面淋雨量和人從A地到B地的移動(dòng)速度無(wú)關(guān).
由以上分析可知,無(wú)論行走還是奔跑,從A地移動(dòng)到B地,人迎面所淋的雨量是一定的,那么所淋的總雨量就取決于頭頂所淋雨量的多少.每秒人頭頂所淋的雨量是一定的.要想少淋雨就要縮短頭頂所淋雨的時(shí)間.即要縮短從A地到B地的時(shí)間.當(dāng)然選擇奔跑比行走花費(fèi)的時(shí)間短,也就是說(shuō),在雨中奔跑所淋的總雨量要少.
無(wú)獨(dú)有偶,在國(guó)外也有人對(duì)這個(gè)問(wèn)題產(chǎn)生了興趣,對(duì)此他還親自做實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了驗(yàn)證.實(shí)驗(yàn)者身穿易于吸水的連身衣服,頭戴收集雨水的帽子,在他前方是兩臺(tái)人工降雨裝置.實(shí)驗(yàn)者先后選擇奔跑和慢走兩種方式經(jīng)過(guò)人工降雨區(qū),然后用臺(tái)秤分別測(cè)量?jī)纱螌?shí)驗(yàn)所穿著的衣帽質(zhì)量,結(jié)果前者質(zhì)量比后者輕460 g左右,這也證明了上述結(jié)論.
那么,為什么雨天開(kāi)車的人會(huì)有不一樣的感覺(jué)呢?這是因?yàn)檐囁僭娇欤皳躏L(fēng)玻璃撞擊雨滴的“密度”越大(單位時(shí)間內(nèi)砸在前擋風(fēng)玻璃上的雨滴越多),且速度越快,雨滴撞擊玻璃的速度越快,在玻璃上濺射的水花越大.所以就要雨刷器的高擋來(lái)清理雨水.
責(zé)任編輯 林洋
中學(xué)生數(shù)理化·八年級(jí)物理人教版2020年2期