【一点思考】没有伞的情况下,雨中如何控制速度
今天下雨被淋了个透,回家以后就感冒了。
在迷迷糊糊的感冒中,我自己的脑子却在飞速运转,脑中钻了个牛角尖:没有伞的情况下,要怎么控制速度,才能少淋雨?
记得有的人说“雨中跑的越快淋的雨越多”,也有人观点相反。
那么哪个才是正确的呢?还是说,哪个都不对?
等到感冒快好的差不多了,思考也快差不多了,几天时间里有空就在思考,一直在完善这个问题,思考到最后,有了这篇文章。
一般来说,降雨方向(就是雨水是竖直向下还是斜向下落下)受到风力影响,竖直向下的是在风力影响很小时,而斜向下则是大风时,雨水落下方向,和风向相同。
既然如此,我们就分开讨论。
首先,我们假定降雨速度恒定(也就是不是类似阵雨那种时大时小,而是均匀速度时)。
1.在雨水受风力影响很小时(竖直向下)
此时,人主要被打湿的,是头顶和身体正面,我为什么知道?因为我就被这么淋湿过。
一般来说,降雨速度恒定下,水平截面内的雨水数量基本是一个恒定的数值,人在雨中行走时,头顶落下的雨是均匀的,那么在这场雨中,你头顶被打湿多少水量,取决于你在雨中停留的时间。
(图一:雨水竖直落下时,头部淋雨示意图)
而身体正面就不同了。
身体正面和雨的方向是基本平行的,而身体正面会大量落雨,基本上是行走(或奔跑)中“撞”上的雨。
所以身体正面被雨打湿,是这种形式:
(图二:雨水竖直落下时,身体前部落雨示意图)
由于前面已经设定降雨速度恒定,所以。在一个竖直截面内,雨水数量也基本是一个恒定的数值。
那么,你在雨中正面“撞上”多少雨水,则取决于你在雨中行进距离,你在雨中行进越远,你淋湿得越多。
至于很多人所认为的,雨中走得快慢淋得就会多少,我们可以这么计算:
假定你的速度是V米/秒,你需要走L米的距离才能到避雨点,中间花费的时间是T秒,你行进时一秒内撞上的雨是K毫升,人正面的面积是S,一秒内前进距离l,雨水密度ρ,湿量M毫升。
我们可以很轻易得出这三个方程式:
L=V·T
M=K·T
K=S·ρ·l
我们先不考虑是快还是慢,我们就假定在雨中行进速度变为原来的X倍,X可以大于1(变快),也可以小于一大于零(变慢)。
那么此时,别的客观情况不变,你仍然要走L距离抵达避雨点,这个状态下:
T’= L/X·V = V·T/X·V = T/X
也就是说,把速度变为原来的X倍,则在雨中停留时间会按照相应的比例,变为原来的1/X倍.
而K则不同,由于你速度变化,所以在你身体正面面积不变情况下,相同的时间内,你扫过的 “体积”也发生了变化
(图三:相同面积、相同时间内,不同速度所扫过的体积大小)
从图中,我们可以看出,决定这个变化的,还是速度。
也就是说,速度越快,相同时间内“扫”过距离越长,打湿得就越多,反之越少。
但是在雨中的前进时间也改变了,不是吗?
由于速度变为原来的X倍,所以一秒内前进距离也变为X·l
同样的,我们可以列这么几个方程式:
M=K·T
M’=k’·T’
K=S·ρ·l
K’= S·ρ·X·l=X·(S·ρ·l)=X·K
再联合上面的方程T’= T/X,所以我们从方程式中可以推出:
M’= k’·T’= (X·K)·(T/X)=K·T=M
这个方程式的含义是速度变化后身体正面的淋雨量,和之前的淋雨量相等。
所以,也就是说,雨中的速度变化,不会影响到正面淋雨量,走得快走得慢,身体正面淋到的,都是那么多。
那么返回上面,正面淋雨量不论快慢都一样,而头上淋雨量取决于雨中停留时间,显然,你跑得快,停留时间短,头上自然就淋雨少。
而雨水竖直下落时,人的淋雨量≈头上淋雨量+身体正面淋雨量。
所以综上所述,在雨水竖直下落时,雨中跑的越快,淋雨越少。
我们再考虑第二种情况:雨水斜向下。
二.雨水斜向下时
首先,从侧面斜向下时,很明显,我们也能看出,在单位面积内的雨水密度是一定的,单位时间内单位面积落下的雨水也是一定的。
由于是斜向下,不存在和人哪一面平行的情况,所以不论从正面斜向下、从背面斜向下,还是雨水从人的侧面斜向下,都是打湿人的一面。
(图四:雨水斜向下时,身体落雨示意图)
我们先看从侧面斜向下的情况。
此时,人的左半边或者右半边是打湿的地方,另一边会比较少。
考虑到在单位面积内的雨水密度是一定的,迎雨面(雨水打湿的那一面)面积也是一定的,我们可以很清楚的知道,此时在雨中停留时间越短,淋湿越少。
知道这一点,我们可以很容易推出,当雨水从正面斜向下、从背面斜向下两种情况,也是如此。
所以,很容易我们可以得出,在斜向下的雨中行进,雨水打湿程度和这个人在雨中停留的时间直接相关。
三.总结
不论雨水是竖直向下还是斜向下,一个人打湿程度都和他在雨中停留时间相关,停留越久,淋雨越多。
所以,在没有伞时,雨中最好的策略,是先加快速度,加快速度不论是竖直向下还是斜向下,都能有效减少淋雨。
然后,就是赶快寻找一个避雨点,因为这就减少了你雨中逗留的时间。
总之就是一句话,下雨时没伞的话,啥都别说,赶紧找个地方避雨吧!
本人观察者网个人空间:https://user.guancha.cn/user/personal-homepage?uid=229128
本人铁血社区个人空间:http://i.tiexue.net/12240569
本人新浪微博: