论在雨中行走与跑步哪个方式淋雨更少的研究
青岛滨海学院文理基础学院12文科4班
刘维(20120500425) 刘帅(20120500424)
摘 要:其实不论人在雨中是行走还是跑步,其实相当于在雨中这个坐标系中的一个斜面横扫面积的问题。
关键词:雨中;跑步;行走;淋雨总量
1.问题的实际背景
数学融于我们生活当中,我们在面对很多事情都会联想到,这个问题与数学有什么关系,例如下雨中,这个淋雨量与数学之间有联系吗?让我们来讨论下吧身边的数学吧。
2.问题的提出
下雨仿佛是件很平常的事,但是很少有人会往这个方面想,但这是一个思维的好奇提问,于是,在雨中,我们是跑步淋雨多还是行走淋雨多的一个问题就被这样提出来了。
2.1数据分析
要想要讨论在雨中我们的林雨量,就要认识到这里的常量与变量,先说下常量:如果把人比作一个长方体的容器(上下左右都可以承装的理想容器),那么有常量
1、身高
2、身体厚度
3、身体宽度
4、可以得到一个恒常量
5、一个扫过雨的面积
6、其中常量分别还有人的行走速度
7、跑步速度为
7、雨的下落速度为重力常量g,这里省略理解为在地面速度约为
8、其中路程假设为
9、到达目的地的时间
从这几个常量中我们可以看到,其实不论人在雨中是行走还是跑步,其实相当于在雨中这个坐标系中的一个斜面横扫面积的问题。
(注:这里由于能力问题,暂时假定风速为0,对任何量无影响,假定人体倾斜角刚好只有头部受到雨水的横扫面积,另对行走的肢体变化忽略,暂不记跑步时身体前与雨水相交的量,忽略雨的密度p等相关变量)
2.2问题重述
当行走速度为时,当跑步速度为时,
人所受到的淋雨量V为多少?
3.问题的求解
3.1构建数学模型
如果以下雨场景建立三维直角坐标系
由xy面可得水平淋雨面积行走时
跑步时
由xz面可得垂直淋雨行走时面积
跑步时面积
由此可得,行走时淋雨量
跑步时淋雨量
由此可得,淋雨量,跑步时淋雨量小.
4.结论:
由上述可知,在雨中跑步时,淋雨量较小。
但是由于现实中,还有身体前侧的淋雨面积,可见,所得到的结论有局限性,这里有俩种假设,第一种,当速度极快的时候,可以看成人一瞬间就通过了雨;当速度极慢的时候,可以看成人一动不动。第二种,人走的时候身体有斜度角,并且腿部会有弯曲,接触雨面,所以要想淋雨少些,要尽量保持身体垂直雨面,走的步幅小点,小碎步最好。由于现实中与讨论中的问题有太多变量没有考虑,所以与实际情况会有差距,我们会继续调查下去,得到较为满意的结果。
参考文献:
[1]徐文雄.高等数学(上册)[M].北京:高等教育出版社,2006.
[2]赵树嫄.微积分[M].北京:中国人民大学出版社,2009.
[3]来源自互联网
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