跑的越快淋的雨越多,那是不是跑的越快曬得太陽也越多?


你跑夠快可以引起龍捲風 這樣就不會淋雨了


知乎新手第一次作答,有不對的地方請指出。

答樓主:你的問題就錯了,高中物理競賽做過類似的題目。

將人簡化為長方體,在垂直的雨中奔跑,無論速度是多少,跑過相同的距離側面淋雨量是一樣的;但頭頂淋的雨顯然是速度越快淋得越少。所以總的來說速度越快淋雨越少。

6月24號

又回去看了看題目,發現題主的問題十分模糊,我的回答是相同路程,且雨是垂直的情況下。有其他答案討論順風和逆風的問題,但我認為,水平風向問題跟人跑步的速度是一個問題,不知大家怎麼想。


這個說法簡直,哎,

極限來看,我用一秒跑進屋子你在外面磨蹭一個小時進來,我覺得你肯定濕了


題主的問題太不明確了, 導致很多人的誤解。 答主小時候聽說過這個問題的完整版 ,是: 兩個人回家,中途忽然下雨了, 有一個人跑著回家,另一個人走著回家, 在跑著回家的人個回到家的一瞬間,雨停了,問誰淋的雨多,當時大人們給的答案是跑著的淋雨多,但是沒人給出解釋。 相信題主聽到的版本和我一樣吧,民間流傳。 那條件就清楚了,問題限制在相同時間內誰淋的雨多,那些考慮路程的不能說錯,僅僅是不符合題主的原題(即這個版本) 那答案就比較顯然了:在假設雨是垂直落下的情況下,跑的人淋的雨多,把人當成參考系即可,如果考慮雨的水平速度,題主的結論不一定成立。至於陽光,個人感覺結論不能照搬(不考慮相對論效應)。


有一種很自然的想法,那就是儘可能快的跑。但是這樣也不見得是最好的,因為在你拚命往前跑的時候,有很多本來落不到你身上的雨滴會被你迎面撞上。那麼究竟怎樣才能淋雨最少呢?奔跑速度和身體傾斜角度是兩個最關鍵因素。為了簡化計算,我們近似的認為人體是個長方體,長 a 寬 b 。假設雨滴勻速下落,水平速度 vx(vx可正可負),豎直速度 vy。設跑步速度為 u。在地面上看,雨滴也在動,人也在動,看起來並不直觀,於是我們切換到人參考系。在人參考系中,人是靜止的,而雨滴的速度變為:豎直方向 vy,水平方向 vx。如此一來,人應該以怎樣的角度跑就顯而易見了:在人參考系內,盡量讓自己的身體和雨下落方向保持平行就可以了。因為這樣的角度可以保證只有頭頂受雨淋,身體的其他側面不會迎面撞上雨以及被雨打上。

容易算出身體的傾角 α = arctan [ vy / (vx+u) ]。

接下面來就要確定最優速度。

假設人要走的總距離是一個定值,設為D,設在雨中被淋的時間為t,顯然 t=D/u。再假設雨滴是均勻分布的,設其質量密度為 ρ。我們現在要計算落在你身上的雨水總質量 m。有哪些雨最終是落在你身上的了呢?從圖3可以很清楚看出:以頭頂(即長方體的頂面)為底面,高為 v』* t的那個長方體內的所有雨滴,就是落在你身上的所有雨滴。於是 m = ρV = ρab * v』* t

代入 v』的具體表達式:

所以

當vx ≥ 0 時,也就是迎著雨跑時,那麼 m 隨著 u 的增大是一直減小的,也就是說,跑得越快淋雨越少,當然前提是你得按照上面的身體傾角去跑。

當vx &< 0 時,也就是雨從背後打來時,那麼情況稍稍有些複雜,當 u = -vy2 /vx-vx 的時候淋雨量最小。我們可以大概的估計一下 u 的值:假設 vy = 3 m/s,vx = -1 m/s,得出 u = 10 m/s。這已經是100米跑的速度了,一般人都是跑不到這麼快的。當 vx 的絕對值更小一些的時候(通常情況下vx絕對值就是更小),u 的極小值將會更大。

於是可以得出最後的結論:在雨中無論什麼情況,只要儘可能的快跑,身體角度就按照 α = arctan[ vy / (vx+u) ] 的角度傾斜,就可以使總淋雨量最小。

本文搬運自果殼


回答一下樓里另一位朋友的問題,「為什麼說跑的越快,淋的雨越多,這個逆風順風跑也有一定聯繫吧」,其實並沒有關係。這裡所謂的「跑得越快,淋雨越多」,前提是跑和走的時間要一樣長。在相同的時間裡,跑步比走路同時還要多淋一些因速度產生的「迎面而來」的雨。然而實際上,大多數人考慮的都是相同的路程,在相同的路程里,你跑的越快,當然淋的雨越少了。


考慮兩種特殊情況:

1,跑得無窮慢

顯然這種情況下可以淋到無窮多的雨(假設一直在下雨)。

2,以0.01倍光速跑

// update 2015-06-26

//之前是說「跑得無限接近光速」,但是這樣就要考慮相對論效應了,很麻煩。

//所以降低到0.01倍光速。這個速度依然可以令雨速忽略不計,

//卻不用考慮煩人的相對論效應了。

//另外,不考慮人會被雨滴撞死等等細節。

顯然這種情況下,只會淋到【人的橫截面積*路程】這部分量的雨。這是能淋到的最小雨量,沒有其他方案可以淋到比這還小的雨量。

設最終淋到的雨量為S,跑步速度為v,顯然S是以v為變數的單調遞減函數。

結論:跑得越快淋的雨越少

同理可證,跑得越快,單位路程曬的太陽越少

----- update 2015-06-21 -----

更新下關於曬太陽的結論。

類比於淋雨的雨滴打到人身上,曬太陽就是光子打到人身上。

由於不管人的速度是多少,光子相對人都是光速,所以曬太陽的多少僅取決於曬太陽的時間。

設最終吸收的光子數為 S,跑步速度為 v,路程為 L,

那麼跑完這段路程所需時間就是 t = L / v ,

S 顯然是 t 的一階單調遞增函數,設係數為 a,常數項為 b,那麼有:

S = a * L / v + b

當 L 設定為單位路程時,比如 1km,那麼顯然 v 越大,S 越小。

所以,跑得越快,單位路程曬的太陽越少

----- update 2015-06-26 -----

更新關於淋雨的結論。

以上忽略橫向、豎向風速帶來的影響,因為局部風向會不斷發生變化。而且引入風速的話,S就不再是以v為變數的單調遞減函數了,會導致模型更加複雜。非要考慮風速的話,那麼結論說起來也很簡單:盡量以與雨滴相對靜止的速度奔跑,可以盡量少淋雨,甚至不淋雨。

考慮一個理想情況下的例子,假設有橫向的強風,雨以方向向前、大小5m/s的速度下落(前落)。這時你也以方向向前、大小5m/s的速度奔跑,則雨滴相對於你是靜止的,除了會淋到一些已經貼身的雨滴,此外再也淋不到一滴雨了。

一般地,以雨的橫向速度在你的前進方向上的分量一致的速度奔跑,可以令單位時間內淋雨量最少。這裡有一個有趣的結論,當雨的橫向方向與前進方向相差90度以上時,雨的橫向速度在前進方向上的分量是負數,此時站著不動(總不能向後跑吧),可以淋最少的雨。


這個命題最早想說的是 在相同時間內 無論跑還是不跑,淋的雨是同樣多的。

但如果有相同的路程,那麼跑得越快 淋雨的時間就越短,所以淋得也就越少。


結尾有新的補充,主要針對評論區的一些問題。以下是原文

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1.你的前提是錯的。

舉個最簡單的例子,同樣的距離,一個正常跑,一個以蝸牛的速度龜速前進,正常跑的幾秒鐘跑完了,龜速跑的跑了一個小時,你覺得那個人的衣服濕的更厲害?很簡單的常識吧。而且也很容易做實驗驗證。

分割線內,不愛推導的人可以不看,直接看黑字結論,

愛推導的可以交流交流,目測願意看推導的全知乎不超過三個(這可是曾經濃濃的D8語句范兒啊)。

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考慮這個問題,最好以人來做參考系。淋得雨總量X就等於人的橫截面積S乘以淋雨時間T,再乘上雨的強度A(單位時間內人身上每單位面積內雨水的覆蓋的量)。這就是你總共淋的雨X=S*T*A。那這個T實際上等於總路程L除以速度V,T=L/V。

所以X=S*L/V*A。這個淋的雨X就是個函數,在一個確定的情景下S和A還有L都是固定值(假設A恆定,是均勻穩定的雨水),唯一的變數就是你的速度。

所以同樣的路程下,你跑得越快淋的雨是越少,你的結論是錯的。

上面很多人說到「跑的速度快迎面的雨越多」,這個問題其實本質是:人本身的速度,使得上述假設A不再是個恆值,你跑得越快,同樣的時間裡你被淋的雨越多,也就是雨的強度由於你自己的速度變大了,簡單的說就是把你看成不動,雨下的速度更加快了。這意味著上述式子應該進一步修正。

那麼這個A就變成了和你的速度有關的函數。A其實是兩部分組成的。

A=A1(不考慮人的情況下,雨水的正常強度,這是個定值)+A2(由於你本身的速度造成雨水的強度增大)

同樣的單位時間t下(注意和上面的T不是一個概念),人固定的話淋雨量為 A1*S*t,而移動的話就要多承受的淋雨量為t*A1*W(W是人的橫截長度,簡化成兩肩間距)*V2(此處的V2數值和人的速度V一樣,但是單位不是米/秒,而是米,因為已經是單位時間下,這個不能理解的話會造成量綱問題)

為了得到單位時間內單位面積下雨水覆蓋量,也就是求雨的修正後強度

那麼A=(A1*S*t+t*A1*W*V2)/(S*t)

= A1+ A1*(V2*W/S)

又因為S=W*H(人的橫截面寬度,簡化為胸和背之間的厚度)

A=A1+A1*V2/H=A1(1+V2/H),

A1*V2/H實際上就是A2,由速度造成的雨水強度相對增大值,

綜上所述,修正後的

X=S*L/V*A1(1+V2/H)

又因為數值上V=V2,

X=S*L*A1*(1/H+1/V)

這個式子裡面只有V是變數,其他都是假設條件下的恆量,可以看出修正之後的公式還是V越大,被淋的雨量X越小。

回過頭來看X=W*L*A1+S*L/V*A1

我們可以看出式子第二項其實就是修正前的,第一項是多出來的,他的物理含義是,在雨水穩定的條件下,不管你速度多塊,你從淋雨的A點跑到沒雨的B點,這段路的雨水你是必然被淋的,這項只和距離空間有關,第二項的意思是就是你在雨中拖的時間越長,被淋的越多,也就是只和時間有關。

這樣我們就明白了:

在雨水強度恆定的情況下,你淋的雨由兩部分組成:

一是你從有雨的地方轉移到沒雨的地方,這段路被淋的雨水只和你的空間距離有關,速度再快也逃避不了。你要是速度快,就意味著這段雨量會短時間內疊加到你的淋雨狀態下,造成你感覺上雨的強度增大。(這就是提問者感覺跑越快淋雨越多的誤解之處,他沒有理解淋雨強度和多少其實不是一回事)

二是你走的越慢,在雨中呆的時間越長,導致被淋的雨越多。這項只和你在雨中的時間有關。

修正之後其實還有問題,上述模型都是建立在雨水垂直下落的狀態下推導的,假如有風的情況下,雨斜著打到人身上,公式又得進一步修正。

但是假如你看懂了上面的推導,你就會明白,那個只會影響到上述公式中S,W,H的變化,這三個量在確定模型下,實際上都是恆定值,不是推導中的變數。

所以結果本質還是一樣的。

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2.雨滴能和光相提並論嗎?雨是一滴滴的,但是光你能理解成一滴滴的嗎?假如你要說他是一粒粒的,那也不對。光有波粒2象性,這你該學過吧?

一個牛頓體系,一個愛因斯坦體系。涉及到兩種明顯不同的作用方式,按照本人高中物理水平,認為和你跑的速度沒關係,你在太陽地下多長的時間,就曬多少太陽。

另外你的那點速度和光也沒可比性。一旦涉及光速,那就是另外一個世界的東西。

假如繼續開腦洞說跑到光速,那就需要深入學過相對論和光學的朋友來回答了。

2015.6.23補充(分割線內)

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我看有幾個答案是用光子來計算回答問題的,那個說法是有問題的,光是具有波粒2象性,我個人認為,在這個問題里,光的作用方式不能單純的用假設成粒子的模型來分析問題

(上面的這句話有問題,物理專業人士表示:波粒2象性對這個問題沒影響,既可以把光看成電磁波來分析這個問題,又可以採用光子來分析這個問題,後者對這個問題更方便,

光子沒什麼複雜的,它的運動速度為光速,能量和動量大小的關係為E=pc,這就是所有跟這個問題有關的光子本身的性質了,對這位人士表示感謝,有興趣的可以去評論區關注這位ID為「哈哈哈」的評論),

還有稍微了解過相對論的,應該知道,但凡涉及到光速問題就沒那麼簡單了,這個起碼你得看過相對論的書再來分析問題。

這裡面兩種情況,一種就是假設人可以達到和光速一個量級的速度,這個時候肯定要用到相對論;

另外一種是人以現實的速度前進,那麼人類造出來最快的航天器—NASA的新地平線號探測器,16.26公里/秒,光速是30萬公里/秒,假如是人跑步的話就更不要說了,11m/s頂了天了。

所以人的速度相對於光速完全可以被忽略,看成靜止的模型,這樣相當於人跑或者不跑沒有任何區別。但是我想這個回答是很沒有意思的,大家也不想看,只有假設人能和光速一個量級,這樣對問題的分析才有意思。

我沒這個能力,所以希望大家去邀請個正經的物理系系統學習相對論比較好的來分析這個問題。

最後關於大家糾結題主到底是什麼意思的

我的解釋是這樣:題主的條件確實太簡陋,看不出他到底是同樣的時間還是同樣的距離下來問這個問題,這個每個人有自己的理解

我開始是按照同樣的距離來分析這個問題的,因為我第一時間想到的是躲雨的情況,是一個很正常的情況,就是平常大家碰到下雨應該是跑快點還是走慢點,我從這個實際角度入手分析,所以這個條件隱含了「同樣的距離」。

相當於我考慮的問題是:對於單個人來看,他是跑著躲雨還是應該走著躲雨?兩種方案哪個淋雨少?

你們很多人反對,都是設定兩個條件,必須是多人(2個人)比較,而且要設定時間一樣。

那麼按照我推測的公式,淋雨量分時間量和空間量兩個部分,兩個人時間量淋雨部分一樣,但是很明顯跑的人要多走很多路,當然跑得人淋雨多。

但是請問這個結論對現實層面的操作意義大不大?

這個問題很簡單,假如是你自己,下雨了你是跑著找地方躲雨還是走著找地方躲雨?

再強調一遍:我考慮的情況是基於現實躲雨,作為單個人如何實現淋雨最少。

推出的公式解釋也很清楚:找一段最近的可以躲雨的地方(讓淋雨量的空間項最小),然後跑過去(讓淋雨量的時間項最小)。這個結論和常識是一致的,正常人都這麼做。

某些人非要堅持按照時間一樣來考慮這個問題,得出的結論對於躲雨有啥用?意思是大家以後碰到下雨應該慢慢走著躲雨?

試想一下,假如在躲雨的情況下分析出跑得越快淋雨越多,有人真這麼做了......那畫面太美不敢想。

假定同樣的時間下,跑得快和走的慢哪個淋雨多,我個人認為這個結論對現實實際操作意義不大,因為即使同樣時間跑得快淋雨多,那麼下雨了你是跑著躲雨還是走著躲雨呢(原諒我躲雨的執念),

退一步講,假如題主確實是從理論的角度這麼假設的,那麼你們就當我這個回答是對題主問題的進一步補充吧,因為我在數學上已經對題主說的不清楚的這個問題給出了建模和推導,無論你是考慮時間一定還是空間一定,公式都能從數學層面和物理意義兩方面給出結果,我們的分歧不在於推導的公式本身,而在於到底用哪個限制條件去思考問題。

畢竟題主的話太簡略了,請忽略我原文對題主對錯的評判。

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何止曬的太陽更多

當你跑的越來越快,你就會飛起來,那陽光是穿過你翅膀下的風,你就是那天地間唯一的驚鴻

然後你就達到第一宇宙速度我們只能在同步軌道上看到你了

然後你就逃逸了,但逃逸之前有可能先被太陽捕捉了

那就不是曬太陽了,簡直晒成碳啊


對,要不然你看黑人跑步都那麼快


跑的越快的人越有機會參加田徑比賽, 自然曬的太陽也越多。

在頂級田徑運動員裡面, 跑的最快的一群人好多來自赤道附近的國家。所以他們曬的太陽最多啦。

至於跑的快的人和跑的慢的人誰淋雨更多, 這個取決於他們誰帶了傘。


主要針對問題的前半句——「跑的越快淋的雨越多」。

雨、跑步都是常事,按說答案應該也應直觀通俗,但是細想起來很複雜:分支情況多,條件不明確,若求精確肯定是非「三重積分不可」,的確也是「數學建模」的好背景。但是怎樣儘可能簡單的、不用公式說明白這個問題呢?斷斷續續的考慮了下,的確很有意思:

1)設想一個物體懸浮於一個充滿某種靜止介質(比如霧、粉塵)的很大的空間,物體在空間中運動時,總會沾染其所佔據位置的介質,而其背後留下一道空洞。那麼,如果想讓物體沾到盡量少的介質,就是物體儘可能靜止

——如果雨靜止,人在雨中,不動為上。(當然沒有這樣的雨~~)

2)如果空間勻速運動(介質同步勻速運動),想讓物體沾到盡量少的介質,就是讓物體隨介質一同運動,即相對速度為0(介質和物體相對靜止

——如果人隨著雨一起下落,或者下起了平行地面的雨,假如人與雨速度大小、方向均相同,沾的雨最少(當然沒有這樣的雨,也很少有這樣的人)

3)如果空間勻速運動,但空間與物體的運動速度必定不同(或者方向、或者大小),那麼沾染的介質與背後留下的介質空洞體積、介質密度成正比。而空洞體積等於兩者的相對運動距離乘以法向截面積成正比(這裡假設空洞長度遠大於寬度,所以不考慮空洞首尾兩端的不規則形狀,嗯……這不算公式吧)

——雨下落速度和人跑動速度必然不等,因此人在雨中肯定會沾到雨。假如人在空中跑動,未沾到人的雨依然保持原速度下落,那麼從外面看去,就是人在雨簾中打了個隧道~~打洞的速度是人相對於雨的速度(即人跑動速度加上一個反向的雨速,如果雨垂直下落,那就是垂直向上),隧道的截面積就是人體沿打洞方向的投影面積。而且,隧道體積就是人所淋的雨量

4)為了減少空洞體積,可以從減小空洞長度、空洞截面入手

——回到人與雨的模型,隧道長度、人的行程、雨的行程組成的三角形與速度三角形相似,為了便於理解,可以比較不同速度走過相同路程後的雨中隧道:

圖1 普通速度

圖2 再快一點

圖3 好快!!

可以發現(人相同姿態下)速度越快,隧道的長度和橫截面均會變化,但長度變化更顯著,因此(不太嚴格的說)速度快就可以保證少淋雨,而且如果你身體前傾,恰好與合速度方向一致則淋雨最少,極端情況就是——以超人姿勢水平接近光速飛過去。

這種路程固定的討論結果與單位路程下淋雨量一致,如果是單位時間呢?很簡單,不動,身體盡量向雨來的方向傾斜,這樣合速度最小,隧道截面也最小。

那為什麼下雨我們需要跑呢?因為日常生活中,我們遇到的問題一直都是「怎樣跑過操場從宿舍到飯堂」,而不是「操場上會下5秒鐘的雨,跑還是不跑?」——如果是後者,在操場的同學真的不用跑

推及到問題的後半句——「跑的越快曬得太陽也越多?」

姑且認為光子像雨滴一樣是均勻、勻速的,晒黑的機理與淋濕相同,那麼這個問題模型與前者相同,只不過介質從雨速達到光速,相比之下,人的運動速度可以忽略,因此無論是單位時間,還是單位路程,合速度均為光速,只剩下橫截面的問題了:頂著太陽走,就會比爬著走整體曬的輕。

以上模型比較簡化,分析過程中也直接做了簡化,但解釋現象應當夠用了,吧??


我覺得跑得快淋的雨不比慢的多吧,都成瘋啦~


是的

假設你是一個方塊

只要你在水平運動,垂直落下的雨滴有概率弄濕你前面

光是同樣的道理

不管速度多慢,只要運動就是


為什麼說跑的越快,淋的雨越多,這個逆風順風跑也有一定聯繫吧


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