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時間 2021-06-07 09:59:04

1樓:amage99

題意很明確,既然密度不變,那麼受雨量自然只和受雨的面積有關。

所以這題就簡化為:移動或靜止時,受雨面積是否不同。

為了方便,根據題意的精神,認為風速為0,即雨垂直落下,雨水落地的最終速度為V0。(如果斜落,那也可以找到個對應的移動速度與之抵消達到與垂落等效的情形,故而為簡化,作如此設定。)

先舉一些例子。

例1:受雨的物體是個水平擺放的圓盤(厚度為0),那麼靜止時,其受雨面積就是圓面積S。如果以速度V移動時(盆口始終保持水平),以圓盤為固定參照物,那雨水則以傾角α落入盤中,很顯然tanα=V0/V,圓盤在垂直於雨水方向的平面上投影面積S1=S*sinα。

而這個S1就是移動中的受雨面積。所以結論就是,速度越快,那麼落到盤中的雨水越少,當速度無窮大時,雨水不可能落入盤中(好像是廢話)。

例2:受雨的是一塊豎直薄板,厚度為0,面積為S。那麼在靜止時受雨面積就是0,但是一旦開始移動(垂直於板麵方向),也就是按照上例中雨水以α傾角落下時,受雨面積S2=S*cosα。

顯然速度越快受雨越多,當速度無窮大時受雨面積達到最大即等於S。

根據以上兩個例子,可以看出不同形狀的物體在這個問題中的結論截然不同,具體來說,受雨物體如果是三維立體的,那麼速度越快,其在水平面上的投影面積Sh受雨越少,而在豎直面(與速度方向垂直)上投影面積Sv的受雨越多。最終受雨面積S0=Sh*sinα+Sv*cosα。

所以,只要水平方向比豎直方向投影面積大的物體,那麼移動速度越快受雨越少;反之受雨越多。將這個結論進一步分析,不難看出,三維物體最小面積的投影方向為雨水落下的方向(以物體為參照物)時,能達到最小的受雨面積,而與該方向夾角越大則受雨越多。

所以,如果物體最小投影面積並非為水平面或者豎直麵時(比如一根傾斜的棍子),設其最小投影面積的方向(比如傾斜棍子的傾斜方向)與豎直方向夾角為β,那麼在tanβ=V0/V時,物體受雨面積最小。即相當於以物體為參照物時,雨水從β夾角的方向落下。而在大於或者小於這個速度(V)時,其受雨面積都會增加。

所以可以得出生活經驗:你直挺挺地跑,那肯定是跑的越快淋的越慘,但是以傾角β(令tanβ=V0/V)傾斜著跑時,就能達到最小的受雨面積了。以上。

2樓:ivy zheng

假設雨滴豎直落下,那麼不管原地不動還是按一定速度行駛,垂直落到身上的雨滴數量不會變化。

按一定速度行駛時,有一部分雨滴本來是應該落在你前面的,已經落到你最高點以下一部分距離了,但因為你前進的速度,導致從側面落到你身上(實際是你自己撞上去的)。如果靜止,則不會有這部分雨滴落到身上。

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