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有没有数学高手?解惑多年的小疑惑

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7979
#1 25-9-30 12:06

有没有数学高手?解惑多年的小疑惑

假设下雨天,我们骑车,1000米的距离。
不考虑风速,雨量等客观变因,就是骑快淋雨多,还是骑慢淋雨多?
很多人不加思索就是:快就淋得少
而且从疼痛角度来说,越快越痛,慢点水多,不怎么痛。
事实上,从体感来说,好像都湿了。
有没有科学的数学方法来推导证明一下。

如果只考虑垂直受雨情况,我们开一辆带刻度的接水车可以直接得到正面受雨量。
但是人几个方向都会受雨的,有点无聊,求高手解惑。

756
#2 25-9-30 12:55
快淋得多

348
#3 25-9-30 13:10
问问ai

4178
#4 25-9-30 13:49
关于下雨天骑车,骑快还是骑慢淋雨少的问题,其实不能简单地用“快”或“慢”来回答,因为它主要取决于一个关键前提:​​你是比较通过相同距离所用的时间,还是比较在相同时间内经过的路程​​。这两种不同的前提会得出完全相反的结论。
下面的表格可以帮你快速看清这两种情况的核心区别。
比较的前提
物理模型
结论 (淋雨量)
简单解释
​​通过相同距离 (如1000米)​​
​​距离固定​​
​​骑得快淋雨少​​
快速通过雨区,​​缩短了暴露在雨中的时间​​,因此身体承接的雨水总量较少。
​​在相同时间内 (如1分钟)​​
​​时间固定​​
​​骑得快淋雨多​​
速度越快,​​单位时间内扫过的空间体积越大​​,会碰到更多区域的雨水,因此淋雨更多。
💡 针对你的情况的分析
你问的是“1000米的距离”,这属于上述表格中的第一种情况——​​距离固定​​。因此,对于你来说,结论是明确的:​​骑得快一些,淋到的总雨量会更少。​​
其核心原理是,你的身体在雨中承接雨水需要一个过程。当你快速骑完这1000米时,你缩短了这个过程的时间,雨水还没来得及落在你身上,你已经到达目的地了。举个极端的例子,如果速度能达到“瞬移”,那么理论上你一滴雨都不会淋到

🌧️ 其他影响因素
虽然你提到不考虑其他变因,但了解这些知识可能对你在实际生活中做判断更有帮助:
​​雨滴的下落速度​​:在暴雨时,雨滴下落速度快(约6-8米/秒),与你骑车速度(约6-7米/秒)相当,这时快速骑行减少淋雨的效果会更明显。而在毛毛雨时(雨滴下落速度约0.5米/秒),快慢骑行对淋雨量的影响不大

​​风向​​:这是一个非常重要的实际因素。如果是​​迎面雨​​,你骑得越快,单位时间内正面迎击的雨滴就越多,这会部分抵消快速通过带来的好处。如果是​​背后雨​​,你的速度如果恰好和雨滴的水平速度相近,淋雨量可能会最少

💎 总结与建议
综合来看,对于你提出的​​固定1000米距离​​的情况:
​​核心结论​​:​​骑得快比骑慢淋雨少​​。主要原因是减少了在雨中的暴露时间。
​​实用建议​​:从减少淋雨的角度出发,​​建议你快速骑行​​。但务必记住,​​安全永远是第一位的​​,尤其是在湿滑的路面上,一定要在保证可控和安全的速度下尽快通过。
希望这个解释能帮助你彻底明白这个问题!

7811
#5 25-9-30 15:08
这名字没人取 发表于 25-9-30 13:49
关于下雨天骑车,骑快还是骑慢淋雨少的问题,其实不能简单地用“快”或“慢”来回答,因为它主要取决于一个 ...

你这个AI似乎没有考虑到一个量:

雨滴在下落过程中被骑车人横向撞到的数量。

按理说,骑得越快,横向撞到的雨滴会越多~~~~

656
#6 25-9-30 15:23
我会解微积分方程。。。

1039
#7 25-9-30 16:26
这个问题我也经常会想到。
好几年前国外有人做测试了的,有详细的分析。你在B站应该搜得到。
单纯靠脑子想很难想到结果。

13883
#8 25-9-30 17:04
你的问题其实是一个经典的“雨中行走/奔跑”淋雨模型,很多数学和物理教材里都讨论过。我帮你梳理一下思路,并用简单的数学推导来比较“快”和“慢”的淋雨量。
1. 基本模型假设:
  • 人的形状简化为一个长方体:高 H,宽 W,厚 D(前进方向的厚度)。
  • 雨滴均匀、竖直下落,速度 vr​(米/秒),雨量用“降雨强度” R(单位:米/秒,即单位时间单位面积上的雨水体积)表示。
  • 人从起点到终点距离 L,人的速度 v(米/秒)。
  • 时间 t=L/v。

2. 淋雨的两个来源淋雨分两部分:​​(1) 顶部淋雨​​顶面积 At​=W×D(注意:这里 D 是身体厚度,但顶部面积是宽×厚,高是 H 用于侧面)。更准确:顶部面积 Atop​=W×D。在时间 t内,顶部接收的雨水量 = R×Atop​×t。因为 t=L/v,所以Qtop​=R⋅(WD)⋅vL​​​(2) 正面淋雨​​正面面积 Af​=W×H。雨滴相对人的速度:竖直向下 vr​,水平方向人向前 v,所以相对速度斜向前下方,大小 v2+vr2​​。但只有垂直于人前面的雨滴通量才计入正面淋雨。一种方法:在雨中,人前方单位面积单位时间接收的雨水量,等于雨滴密度×人相对雨滴的速度在法向上的分量。更简单方法:想象人静止,雨以 vr​竖直和 v水平(从前方)而来,所以雨滴相对人的速度与竖直方向夹角 θ,tanθ=v/vr​。单位时间打在单位正面面积的雨水量 = R×v2+vr2​​ 在正面法向的分量? ​其实更直接:在静止空气中,雨的通量密度是 R方向竖直,但人运动时,雨相对于人的速度矢量大小 u=v2+vr2​​,方向斜向人。单位时间通过垂直于相对速度方向的单位面积的雨体积 = R⋅vr​u​(因为 R是用水滴下落速度 vr​算的,通量=雨滴数密度×vr​=R,现在相对速度变了,雨滴密度不变,所以通量按速度比例放大)。但更严谨物理推导:降雨强度 R=雨滴数密度×每滴体积×vr​。当人运动时,相对速度 u,则垂直相对速度方向的雨的通量 = 雨滴数密度×每滴体积×u=R⋅vr​u​。现在,人正面面积的法向是水平方向,与相对速度方向夹角关系:相对速度在正面法向上的分量是 v(因为竖直的 vr​对正面法向无贡献,只有水平相对速度 v对正面有贡献?等一下,这里容易错)。我们分解:相对速度 u与竖直方向夹角 θ,cosθ=vr​/u,sinθ=v/u。正面法向是水平,与相对速度夹角 90∘−θ? 我们取正面法向为前进方向(即正面迎着雨滴的水平速度),那么相对速度在正面法向上的投影大小就是 v(因为 vr​竖直,投影到水平向前方向为0?不对,这里混淆了——实际上,人向前,雨相对人水平向后速度 v,所以相对速度在正面法向(即朝前)的分量是 v? 不,法向朝前,相对速度的水平分量朝后,大小 v,所以分量是 −v,绝对值 v。竖直分量 vr​在正面法向投影为0。所以单位时间单位正面面积接的雨水量 = 雨滴数密度×单滴体积×(相对速度在法向的分量),但必须只算打中正面的——即相对速度矢量在法向的分量(如果分量为正则打到,为负则打不到背面)。这里分量为正(因为相对风从前向来),所以是 v? 不对,仔细想:​​正确推导​​:设雨滴密度 ρ(体积/单位体积空气),则降雨强度 R=ρvr​。人运动时,正面面积 Af​,在 dt内,会击中正面的雨滴是那些位于相对人速度的水平分量方向上的雨滴。更直观方法:在 dt内,人向前移动 vdt,会扫过一个体积:这个体积是人的正面面积 Af​乘上相对地面的水平位移 vdt,但这个体积内的雨滴在 dt内会打到人脸上吗? 不是,因为雨滴也在下落。其实标准做法:取一个静止的体积,人穿过时,雨滴打中正面的速率 = 正面面积 × 雨滴密度 × 人相对雨滴的水平接近速度。但雨滴竖直下落,人水平运动,所以雨滴相对人的水平速度就是 v,因此正面接雨率 = Af​×ρ×v? 检查量纲:ρ是体积浓度(立方米水/立方米空气),所以 Af​ρv= 米^2 × (米^3/米^3) × 米/秒 = 米^3/秒,对,是体积流量。代入 ρ=R/vr​,则正面淋雨率 = Af​⋅vr​R​⋅v。所以正面淋雨量(全程):Qfront​=(Af​⋅vr​R​⋅v)⋅t而 t=L/v,所以Qfront​=Af​⋅vr​R​⋅v⋅vL​=Af​⋅vr​R​⋅L​​注意​​:正面淋雨量与人的速度 v无关!
3. 总淋雨量Q=Qtop​+Qfront​Q=R⋅WD⋅vL​+R⋅WH⋅vr​L​其中 Atop​=WD,Af​=WH。
4. 分析
  • ​顶部淋雨​​ ∝1/v:速度越大,顶部淋雨越少。
  • ​正面淋雨​​ 与 v无关,是常数。
所以总淋雨量:Q(v)=vRWDL​+vr​RWHL​显然,v越大,第一项越小,第二项不变。所以​​速度越快,总淋雨量越少​​。
5. 极限情况
  • 如果 v→∞,Q→vr​RWHL​(最小值)。
  • 如果 v→0,顶部淋雨量趋于无穷大(因为你在雨里呆的时间无限长)。

6. 体感问题你说“体感好像都湿了”——
  • 当速度很快时,顶部淋雨时间短,但正面单位时间淋雨强度大(雨打脸更疼),可能瞬间就湿透正面,而顶部、背部湿得少。
  • 当速度慢时,全身均匀湿透,总水量多,但打脸不那么疼。
  • 一旦衣服湿透,多点儿水感觉没差别,所以体感可能都是湿,但总水量不同。

7. 如果考虑背部淋雨?当人速度足够大,可能背后淋不到雨(因为相对雨滴的速度方向来自前上方),上述模型已假设只有顶部和正面迎风面淋雨,背面和侧面忽略(风速不大时合理)。若雨斜风,则需修正模型。
​结论​​:数学上,骑得快淋雨总量少(只要忽略溅起的地面水花和风向变化)。最快速度到达终点可使顶部淋雨最少,正面淋雨量固定,所以总淋雨最少。
本帖最后由 hjun 于 25-9-30 17:06 编辑
观众反应

786
#9 25-9-30 17:25
在雨里一动不动就不会淋湿了

748
#10 25-10-1 20:14
正面淋雨量是常数,和人的速度无关,这个有点意思。

1024
#11 25-10-2 01:48
我们球队的平均身高是1.91米。


但是我们球队没有任何人是1.91米。.。。。。。这是个身高其实是不存在的。


实际上:,,,,,我们球队几乎全是2.10米的人,只有三个1.70米的队员打后卫的。
猜想是不可信的。
统计数字,是不可信的。可以直接理解为,,,,造假。


理想很丰满,现实很骨感。一切理论都需要实验来验证。统计数字本身就意味着,,欺骗。
理论不可能孤立存在,如果没有实验的证明,就是猜想而已。


所以,是不是会淋更多的雨。。。。。。直接做实验为准。。。


本帖最后由 忐中忑 于 25-10-2 02:26 编辑

1024
#12 25-10-2 01:52
ai除了没有脑子。
其他的骗术,都有了。

他会编出一套看似很合理的,假话。其实是ai自己的幻觉,是胡诌的

理论,,,和,,,,实际,,并不是可以直接划等号的。


而且,实际的物理世界,事物的发展特征,往往并不是线性发展的(沿着一条斜线,递增,或者递减,平均的变化发展)


很多时候是沿着指数,对数,轮旋,或者不规则形态发展的。非常复杂。

所以1+1=2只存在理论中。(人类编出很多理论,用来安慰自己对未知的恐惧)

事实上,真实的世界不存在1+1=2这个情况。


在理论世界里你可以找到两个完全一样的公式,但在真实世界里,你绝对找不到两片完全一样的树叶。




这里牵扯到科学家图林,,,,的庞复理论,自组织理论,量子力学啥的,,,,,就不多扯淡了,,,,,


总之结论就是:我们还不是很明白这个世界的本质
本帖最后由 忐中忑 于 25-10-2 02:28 编辑
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