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假设雨的密度相同,匀速行驶和停留原地,哪种情况下汽车受雨面积较大?
面积,速度,方向假设雨的密度相同,匀速行驶和停留原地,哪种情况下汽车受雨面积较大?
发布时间:2020-12-06加入收藏来源:互联网点击:
假设雨的密度相同,匀速行驶和停留原地,哪种情况下汽车受雨面积较大?
回答于 2019-09-11 08:43:50
回答于 2019-09-11 08:43:50
答案应该是不一样。在相同的距离内,假设以极高的速度行驶,可以将雨滴落下的速度忽略,淋雨(即接触的雨滴数量)将等于其截面积与移动距离的乘积所构成的体积中的所有雨滴;但是假设车辆静止,则雨滴下落的速度不能忽略,淋雨的数量将可能趋近于无穷大。
说白了你跑步淋的雨多还是走路淋的雨多,一目了然。
回答于 2019-09-11 08:43:50
匀速行驶雨面大
回答于 2019-09-11 08:43:50
题意很明确,既然密度不变,那么受雨量自然只和受雨的面积有关。
所以这题就简化为:移动或静止时,受雨面积是否不同。
为了方便,根据题意的精神,认为风速为0,即雨垂直落下,雨水落地的最终速度为V0。(如果斜落,那也可以找到个对应的移动速度与之抵消达到与垂落等效的情形,故而为简化,作如此设定。)
先举一些例子。
例1:受雨的物体是个水平摆放的圆盘(厚度为0),那么静止时,其受雨面积就是圆面积S。如果以速度V移动时(盆口始终保持水平),以圆盘为固定参照物,那雨水则以倾角α落入盘中,很显然tanα=V0/V,圆盘在垂直于雨水方向的平面上投影面积S1=S*sinα。而这个S1就是移动中的受雨面积。所以结论就是,速度越快,那么落到盘中的雨水越少,当速度无穷大时,雨水不可能落入盘中(好像是废话)。
例2:受雨的是一块竖直薄板,厚度为0,面积为S。那么在静止时受雨面积就是0,但是一旦开始移动(垂直于板面方向),也就是按照上例中雨水以α倾角落下时,受雨面积S2=S*cosα。显然速度越快受雨越多,当速度无穷大时受雨面积达到最大即等于S。
根据以上两个例子,可以看出不同形状的物体在这个问题中的结论截然不同,具体来说,受雨物体如果是三维立体的,那么速度越快,其在水平面上的投影面积Sh受雨越少,而在竖直面(与速度方向垂直)上投影面积Sv的受雨越多。最终受雨面积S0=Sh*sinα+Sv*cosα。
所以,只要水平方向比竖直方向投影面积大的物体,那么移动速度越快受雨越少;反之受雨越多。将这个结论进一步分析,不难看出,三维物体最小面积的投影方向为雨水落下的方向(以物体为参照物)时,能达到最小的受雨面积,而与该方向夹角越大则受雨越多。
所以,如果物体最小投影面积并非为水平面或者竖直面时(比如一根倾斜的棍子),设其最小投影面积的方向(比如倾斜棍子的倾斜方向)与竖直方向夹角为β,那么在tanβ=V0/V时,物体受雨面积最小。即相当于以物体为参照物时,雨水从β夹角的方向落下。而在大于或者小于这个速度(V)时,其受雨面积都会增加。
所以可以得出生活经验:你直挺挺地跑,那肯定是跑的越快淋的越惨,但是以倾角β(令tanβ=V0/V)倾斜着跑时,就能达到最小的受雨面积了。
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回答于 2019-09-11 08:43:50
假如车子形状均匀,雨密度一致,淋雨面积是一样的。
但是根据生活中实际现象,为在雨中行驶反而会更快淋湿,这是一种假象,前方淋湿加快,而后方淋湿变慢。
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