Kto moknie szybciej w deszczu: osoba biegnąca czy idąca? Wyjaśnienie fizyka
Prawdopodobnie nie ma osoby, która nigdy nie została złapana w deszczu bez parasola. Niezależnie od tego, czy pada mżawka, czy ulewa, naszym instynktem jest ucieczka, aby zminimalizować stopień przemoczenia.
Ale czy rzeczywiście tak jest? Czy przyspieszenie naprawdę zmniejsza poziom przemoczenia? I czy istnieje idealna prędkość, która minimalizuje całkowitą ilość wody napotkanej na drodze z punktu A do punktu B? Wyjaśnienie fizyka zostało napisane przez Science Alert.
Niezależnie od tego, czy pada mżawka, czy ulewa, instynkt podpowiada nam, że bieganie minimalizuje stopień zmoknięcia
Source: Freepik.com
Wyobraź sobie, że deszcz pada równomiernie i pionowo. Możemy podzielić ciało na dwie powierzchnie: pionową (przód i tył) i poziomą (głowa i ramiona).
Podczas poruszania się do przodu w deszczu, pionowe powierzchnie, takie jak ludzkie ciało, otrzymają więcej kropel deszczu wraz ze wzrostem prędkości. Z perspektywy idącego, krople wydają się spadać pod kątem z prędkością poziomą równą prędkości chodzenia. Podczas gdy szybsze chodzenie oznacza więcej kropel na sekundę, skraca to również czas spędzony w deszczu. W rezultacie oba efekty równoważą się wzajemnie: więcej kropel na jednostkę czasu, ale ogólnie mniej czasu w deszczu.
Gdy człowiek jest nieruchomy, deszcz pada tylko na powierzchnie poziome - czubek głowy i ramiona. A kiedy zaczyna się poruszać, otrzymuje krople deszczu, które spadłyby przed nim, omijając krople, które teraz spadają za nim. Tworzy to równowagę, a ostatecznie ilość deszczu odbieranego na poziomych powierzchniach pozostaje taka sama, niezależnie od prędkości chodzenia. Jednakże, ponieważ szybsze chodzenie skraca całkowity czas spędzony w deszczu, całkowita ilość wody zebranej na poziomych powierzchniach będzie mniejsza.
Wniosek jest taki, że warto zwiększyć tempo podczas chodzenia w deszczu.
Source: sciencealert.com
Tak więc wniosek jest taki, że powinieneś przyspieszyć tempo podczas chodzenia w deszczu.
Jeśli jesteś zainteresowany podejściem matematycznym, oto wyjaśnienie:
Niech "ρ " oznacza liczbę kropel na jednostkę objętości, a "a" oznacza ich prędkość pionową. Oznaczymy "Sh" jako poziomą powierzchnię twarzy (np. głowa i ramiona) i "Sv" jako pionową powierzchnię (np. ciało). Gdy osoba stoi nieruchomo, deszcz pada tylko na poziomą powierzchnię "Sh". Jest to ilość wody, która spadnie na te obszary.
Nawet jeśli deszcz pada pionowo, z perspektywy pieszego poruszającego się z prędkością "V" wydaje się, że deszcz pada ukośnie, a kąt trajektorii kropel zależy od prędkości.
W czasie "T"kropla deszczu pokonuje odległość"aT". Dlatego wszystkie krople deszczu znajdujące się w mniejszej odległości dotrą do powierzchni: są to krople wewnątrz cylindra o podstawie"Sh" i wysokości "aT", co daje
ρ*Sh*a*T
Gdy osoba porusza się do przodu, krople wydają się być animowane przez skośną prędkość, która jest wynikiem połączenia prędkości "a" i prędkości "V". Liczba kropelek docierających do "Sh" pozostaje taka sama, ponieważ prędkość "V" jest pozioma, a zatem równoległa do "Sh". Jednak liczba kropelek docierających do powierzchni "Sv", która wcześniej wynosiła zero, gdy osoba była nieruchoma, teraz wzrosła.
Jest to równe liczbie kropel zawartych w poziomym cylindrze o powierzchni podstawy "Sv" i długości "v.T" . Długość ta reprezentuje poziomą odległość, jaką krople pokonują w tym przedziale czasu.
W sumie osoba otrzymuje liczbę kropli określoną przez wyrażenie:
ρ*(Sh*a + Sv*v)*T
Teraz należy wziąć pod uwagę przedział czasu, w którym osoba znajduje się w deszczu. Jeśli pokonasz odległość "d" ze stałą prędkością "V", czas spędzony na chodzeniu wynosi d/V. Jeśli dodamy to do równania, całkowita ilość napotkanej wody wynosi:
ρ*(Sh*a + Sv*v)*d/v = ρ*(Sh*a/v + Sv)*d
To równanie daje nam dwa kluczowe wnioski:
- Im szybciej się poruszamy, tym mniej wody spada na naszą głowę i ramiona.
- Woda, która uderza w pionową część ciała, pozostaje taka sama niezależnie od prędkości, ponieważ mniej czasu spędzonego w deszczu jest kompensowane przez większą liczbę kropel deszczu na sekundę.
Aby mniej zmoknąć w deszczu, należy dobrze pochylić się do przodu i poruszać się szybko
Source: freepik.com
Oznacza to, że aby mniej zmoknąć w deszczu, należy dobrze pochylić się do przodu i szybko się poruszać. Ale uwaga: pochylenie do przodu zwiększa "Sh". Aby naprawdę pozostać suchym, musisz zwiększyć prędkość na tyle, aby to zrekompensować.
Na kanale OBOZ.UA Telegram i Viber można znaleźć tylko sprawdzone informacje. Nie daj się nabrać na podróbki!
Similar topics
Only verified information on our OBOZ.UA Telegram channel and on Viber.
Don’t fall for fakes!
Subskrybuj
Subskrybuj
