Znamo odgovor na ovo u biti jednostavno, ali jako interesantno pitanje na koje mnogi u biti ne znaju točan odgovor, a eto mi ga znamo…
Dakle, kod jednake brzine padanja kiše, kada se čovjek više smoći od kiše, kada hoda normalnim korakom ili trči, ili postoji ovisnost kojom brzinom hoda ili trči da bi bilo više ili manje kiše na njemu? Ovisi li o rezultatu brzina padanja kiše i ima li neka granica, kada se hoda ili trči? Donosimo objašnjenje i konačan odgovor. Ovo na prvi pogled ne izgleda kao tema koja ima veze s automobilima, ali ne mislimo tako. Koliko ste puta po pljusku kiše pokušali bez kišobrana doći do automobila ili iz automobila izaći? Dakle, tema ne da je općenito interesantna, nego i svim putnicima automobila ako po kiši nemaju kišobran.
Ovo je zanimljiv fizikalni problem koji uključuje nekoliko faktora: brzinu padanja kiše, brzinu kretanja osobe, površinu tijela izloženu kiši i ukupno vrijeme provedeno na kiši. Postoji idealna brzina kojom se osoba može kretati kako bi se minimalno smočila.
1. Faktori koji utječu na močenje:
– Brzina padanja kiše: Ako kiša pada pod kutem (npr. zbog vjetra), to mijenja kut izloženosti tijela.
– Brzina hoda ili trčanja osobe: Što se osoba brže kreće, brže izlazi iz kišnog područja, ali i udara u više kapi po jedinici vremena.
– Vrijeme provedeno na kiši: Ako se osoba kreće sporije, duže je izložena kiši.
– Površina tijela okrenuta prema naprijed: Kada osoba hoda ili trči, kiša pada odozgo, ali tijelo također “sakuplja” kišu s prednje strane.
2. Matematički model:
Ukupna količina vode koja smoči osobu sastoji se od:
– Vode koja pada odozgo (Wtop) – proporcionalna brzini padanja kiše i horizontalnoj površini tijela.
– Vode koja udara u prednju stranu tijela (Wfront) – proporcionalna brzini kretanja osobe i vertikalnoj površini tijela.
Ukupno močenje W je:
W=Wtop+Wfront
Utjecaj brzine kretanja:
1. Ako osoba stoji na mjestu:
– Prima samo vodu koja pada odozgo.
2. Ako osoba hoda:
– Prima nešto manje kiše odozgo jer manje vremena provodi na kiši.
– Prima dodatnu kišu s prednje strane.
3. Ako osoba trči:
– Vrijeme provedeno na kiši se smanjuje.
– Ali i raste jer osoba udara u više kišnih kapi.
3. Postoji li optimalna brzina kretanja?
– Ako osoba trči beskonačno brzo, praktično bi bila samo “pogođena” kišom sprijeda, ali ne bi imala vremena da se moči odozgo.
– Ako se osoba kreće vrlo sporo, više se smoči odozgo jer duže traje izloženost kiši.
Eksperimenti i teorijski proračuni pokazuju da je optimalna strategija – trčati što brže!
– Time se minimizira ukupna količina kiše koja pada odozgo.
– Iako više kiše udara sprijeda, ukupno vrijeme na kiši je kraće.
4. Utjecaj brzine padanja kiše
– Ako kiša pada gotovo okomito, onda je optimalno trčati brzo kako bi se minimiziralo vrijeme na kiši.
– Ako kiša pada pod kutem (npr. zbog vjetra), situacija je složenija jer je povećana komponenta vode koja dolazi sprijeda.
5. Zaključak:
Najbolja strategija je trčati što brže!
– Ukupna količina kiše koja te pogodi sprijeda raste s brzinom, ali se puno više smanjuje kiša koja pada odozgo zbog kraćeg vremena izloženosti.
– Postoji granica kod vrlo jakog vjetra gdje će brža brzina možda povećati močenje sprijeda, ali u većini realnih slučajeva brzo trčanje znači manje močenje.
Pogledajte konkretan izračun sa zadanim parametrima brzine kiše i kretanja!
– Napravit ćemo simulaciju koja uzima u obzir:
– Brzinu padanja kiše
– Brzinu kretanja osobe
– Površinu tijela izloženu kiši (horizontalnu i vertikalnu komponentu)
– Vrijeme provedeno na kiši
Simulacija će izračunati ukupnu količinu vode koja dospije na osobu za različite brzine kretanja. Donosimo okvirne vrijednosti:
1. Brzina padanja kiše (npr. 4 m/s za umjerenu kišu)
2. Udaljenost koju osoba treba prijeći (npr. 100 m)
3. Raspon brzina kretanja (npr. 1 m/s do 10 m/s)
Graf prikazuje kako se ukupno močenje mijenja s brzinom kretanja:
– Zelena linija (kiša odozgo) opada s većom brzinom jer osoba kraće boravi na kiši.
– Crvena linija (kiša sprijeda) raste s većom brzinom jer osoba udara u više kapljica.
– Plava linija (ukupno močenje) pokazuje da što brže osoba trči, to se manje smoči – iako kiša sprijeda raste, smanjenje odozgo dominira.
Davor Kindy
Foto: AI
