Home / Công nghệ / Trời mưa, nên chạy hay đi bộ để đỡ bị ướt?

Trời mưa, nên chạy hay đi bộ để đỡ bị ướt?

Thời tiết ngày càng ẩm ương khó chịu. Và chẳng có gì lạ nếu vào một ngày nắng đẹp, bạn đang đi ngoài đường thì gặp một cơn mưa rào bất chợt. Câu hỏi đặt ra ở đây là: Chúng ta nên chạy hay đi bộ để đỡ bị ướt hơn? Nghe có vẻ hơi nực cười nhưng tôi cá rằng không ít bạn đã từng thắc mắc những điều tương tự như vậy. Có lẽ đa số trong chúng ta đều lựa chọn phương án là chạy để di chuyển tới đích nhanh hơn với suy nghĩ đơn giản là càng giảm được thời gian ở dưới mưa thì càng đỡ bị ướt hơn.

jogging-feet-in-the-rain

Tuy nhiên, câu trả lời không chỉ đơn giản như vậy mà điều đó còn phụ thuộc vào việc hạt mưa rơi thẳng hay rơi xiên, và nếu rơi xiên thì hạt mưa hướng về phía nào?

loading...

Dưới đây là 3 cách giải thích khác nhau cho thắc mắc trên để bạn có thể thấy rõ được điều này. Trong đó, 2 cách giải thích đầu tiên là theo tư duy logic thông thường, chỉ áp dụng trong trường hợp hạt mưa rơi thẳng xuống và cách cuối cùng là theo Toán học có thể áp dụng trong mọi tường hợp.

Cách giải thích thứ nhất: Chỉ cần tưởng tượng rằng bạn và một người bạn nữa, mỗi người cầm một miếng bọt biển trong lòng bàn tay khi trời mưa. Với điều kiện hạt mưa rơi thẳng xuống, 2 bạn cách nơi trú ẩn 100m. Người bạn kia chạy với tốc độ tên lửa và đến nơi trú ẩn chỉ trong 10 giây, trong khi bạn quyết định đi bộ thật chậm và phải sau 10 phút mới tới nơi trú ẩn. Vậy miếng bọt biển của ai sẽ ướt trước? Tất nhiên là miếng bọt biển của bạn sẽ ướt hơn rồi.

Cách giải thích thứ hai: Thay vì cầm miếng bọt biển, bạn hãy tưởng tượng rằng mỗi người trong số 2 bạn đều cầm một chiếc xô nước. Xô của bạn ở ngoài trời mưa trong 10 phút, xô của người kia chỉ tiếp xúc với trời mưa trong 10 giây. Rõ ràng là xô của bạn sẽ chứa nhiều nước mưa hơn rồi.

Và đây là cách giải thích của Toán học:

Nếu 2 cách giải thích đơn giản trên không thể thuyết phục được bạn thì hãy xem cách giải quyết của Toán học cho vấn đề này như thế nào nhé.

Trong hình dưới đây, giả sử:

1

– Có một miếng bọt biển hình chữ nhật đang di chuyển với tốc độ V về phía trước

– Mưa đang rơi thẳng xuống với tốc độ u

– Diện tích mặt trên của miếng bọt biển là AT

– Diện tích mặt trước của miếng bọt biển là AF

– Tổng số hạt mưa rơi xuống (được giả định là không đổi) trong một đơn vị thể tích không khí là n

Như vậy, tỷ số hạt mưa được hấp thụ vào miếng bọt biển thông qua mặt trên là:

R T = nuAT (hạt/giây) (1)

Lưu ý: Tỷ số này hoàn toàn độc lập với tốc độ di chuyển của miếng bọt biển.

Tương tự như vậy, tỷ số hạt mưa được hấp thụ vào miếng bọt biển thông qua mặt trước là:

RF = nVAF (hạt/giây) (2)

Tỷ lệ hấp thụ hạt mưa qua mặt trước của miếng bọt biển phụ thuộc vào tốc độ di chuyển của miếng bọt biển và khi tốc độ của miếng bọt biển tăng lên thì tỉ số này cũng tăng lên. Do vậy, nếu suy nghĩ vội vàng, bạn có thể nghĩ rằng cứ đi bộ từ từ thì sẽ đỡ bị ướt hơn bởi khi đó, tỷ lệ hấp thụ là thấp hơn.

Tuy nhiên, khi di chuyển tới nơi trú mưa càng chậm thì tổng lượng mưa được hấp thụ vào phía trước của miếng bọt biển càng lớn. Để xem liệu tốc độ di chuyển có thực sự ảnh hưởng hay không, chúng ta sẽ cần tính toán được số lượng hạt mưa sẽ rơi vào miếng bọt biển trong khoảng thời gian di chuyển tới nơi trú mưa.

Tạm gọi khoảng cách từ vị trí ban đầu đến nơi trú mưa là d thì thời gian cần để tới nơi trú mưa là: t=d/V

Tổng lượng mưa rơi vào miếng bọt biển trong suốt thời gian này (quy ước là N):

2

hay:

3

Trong đó Số hạng A là tổng lượng mưa rơi vào mặt trên của miếng bọt biển, Số hạng B là tổng lượng mưa rơi vào mặt trước của miếng bọt biển. Có 2 điều quan trọng bạn cần ghi nhớ ở đây:

– Tổng lượng mưa rơi vào mặt trên của miếng bọt biển không phụ thuộc vào tốc độ của di chuyển của miếng bọt biển. Điều này được giải thích như sau: Khi bạn tránh hướng di chuyển của giọt mưa này thì bạn sẽ rơi vào hướng di chuyển của giọt mưa khác, vì thế mà lượng mưa rơi vào đầu bạn là không đổi dù bạn di chuyển nhanh hay chậm.

– Tổng lượng mưa rơi vào mặt trước của miếng bọt biển tỷ lệ nghịch với tốc độ của miếng bọt biển. Nếu miếng bọt biển di chuyển càng chậm thì càng có nhiều hạt mưa rơi vào nó.

Như vậy, khi di chuyển càng nhanh đến nơi trú mưa thì tổng số lượng hạt mưa rơi vào miếng bọt biển sẽ càng ít. Dễ thấy rằng tốc độ di chuyển không ảnh hưởng tới tổng lượng mưa rơi vào miếng bọt biển từ phía trước mặc dù nó có ảnh hưởng tới tỷ số hạt mưa rơi vào nó từ phía trước trong một đơn vị thời gian. Khi di chuyển càng nhanh đến nơi trú ẩn thì tỷ số lượng mưa rơi vào miếng bọt biển sẽ càng tăng nhưng tổng lượng mưa vẫn giữ nguyên, bất kể là di chuyển nhanh hay chậm.

Các phân tích cũng cho thấy tốc độ là một yếu tốt rất quan trọng để xác định lượng mưa rơi vào phía trên. Trong khi vận tốc không có ảnh hưởng gì tới lượng mưa rơi vào miếng bọt biển từ phía trước, nếu di chuyển càng chậm tới nơi trú ẩn, lượng mưa rơi vào phía trên miếng bọt biển càng nhiều nên dễ thấy rằng miếng bọt biển sẽ bị ướt nhiều hơn nếu di chuyển chậm hơn.

Đồ thị của phương trình dưới đây sẽ cho chúng ta thấy rõ điều đó với các giá trị được gán như sau: u = 9 m/s, n = 100 hạt/m3, d = 100m, AT = 0.005m2, và AF = 0.02m2.


4
Đồ thị cho thấy khi di chuyển càng nhanh thì tổng lượng mưa rơi vào người sẽ càng ít hơn.

Phân tích trên lấy ví dụ là một miếng bọt biển hình chữ nhật nhưng kết quả sẽ được áp dụng cho các đối tượng có hình dạng tùy ý. Bạn sẽ chỉ cần tính toán theo diện tích mặt cắt phía trước và phía trên. Vì thế, kết luận trên cũng có thể áp dụng đối với con người, động vật hay bất cứ đối tượng nào có khả năng thấm nước.

Vậy sẽ ra sao nếu hạt mưa rơi chéo?

Nếu hạt mưa rơi xuống và tạo thành một góc chéo do chịu tốc độ gió W, vậy thì thay vì sử dụng vận tốc V để tính toán tỷ lệ số hạt mưa được hấp thụ ở mặt trước của miếng bọt biển, chúng ta phải sử dụng vận tốc tương đối của giọt mưa so với miếng bọt biển là

Vr = V − W

Và tỷ lệ hạt mưa được hấp thụ vào miếng bọt biển là:

RF = n(V − W )AF

Lưu ý: Nếu gió thổi xuôi theo chiều chuyển động của miếng bọt biển thì sẽ làm giảm thông lượng mưa hấp thụ vào bề mặt trước trong khi gió thổi ngược sẽ làm tăng thông lượng mưa (W là số âm trong trường hợp gió thổi ngược). Nếu W là số dương và lớn hơn V thì thông lượng mưa được hấp thụ vào mặt trước sẽ giảm đi. Trên thực tế, điều này có nghĩa là những hạt mưa sẽ hắt vào phía sau của miếng bọt biển thay vì phía trước và vẫn làm ướt miếng bọt biển. Để giải thích cho tất cả các trường hợp, chúng ta có thể tách riêng thông lượng mặt trước và mặt sau của miếng bọt biển và tỷ lệ hấp thụ được tính như sau:

RFB = n|V − W|AF

Phương trình biểu diễn tổng số hạt mưa mà miếng bọt biển hấp thụ khi di chuyển quãng đường d là:

5-1486997489217

Số hạng A là số hạt mưa rơi vào mặt trên của miếng bọt biển, Số hạng B là số hạt mưa rơi vào mặt trước hoặc mặt sau của miếng bọt biển. Nếu W bằng 0 thì chúng là lại quay trở về phương trình số (3). Nếu tốc độ di chuyển của miếng bọt biển lớn hơn rất nhiều lần so với tốc độ gió thì chúng ta cũng quay trở lại phương trình số (3) bởi thương số |V-W|/V xấp xỉ bằng 1.

Lưu ý là nếu miếng bọt biển di chuyển bằng tốc độ gió V=W thì Số hạng B sẽ biến mất và chỉ còn phải tính số lượng hạt mưa rơi xuống mặt trên của miếng bọt biển.

Dưới đây là đồ thị của phương trình (4) sử dụng các thông số tương tự như trước đây, bổ sung thêm dữ kiện gió thổi xuôi với vận tốc 7m/s.

6

Lưu ý rằng miếng bọt biển sẽ được khó ráo nhất nếu tốc độ di chuyển về nơi trú mưa bằng tốc độ gió.

Nếu bạn gặp gió thổi ngược khi đang chạy đến nơi trú ẩn thì mọi thứ lại hoàn toàn khác. Trong trường hợp đó, W là số âm và đồ thị của phương trình (4) sẽ giống như dưới đây.

7

Điều này tương tự như trường hợp không có gió và để giữ cho cơ thể được khô ráo nhất thì bạn càng phải di chuyển nhanh đến noi trú ẩn càng tốt.

Thông qua cách tính trên đây, có lẽ bạn đã biết được cách để ít bị ướt nhất khi đi dưới mưa là gì rồi chứ? Nếu trời không có gió hoặc gió thổi ngược thì nên di chuyển tới nơi trú mưa càng nhanh càng tốt. Nhưng nếu gió thổi xuôi thì bạn có thể hạn chế việc bị ướt bằng cách di chuyển đến nơi trú mưa với vận tốc bằng vận tốc gió. Tuy nhiên, trên thực tế thì cách tốt nhất để đỡ bị ướt là nên mang theo một chiếc ô khi trời mưa.

Bình luận

loading...

About May

Thích xăm trổ, nhưng không hổ báo. Với đam mê về công nghệ, tattoo, thời trang, làm đẹp, MayGirl mong muốn được chia sẻ những kinh nghiệm, những kiến thức thu lượm được tới các bạn đọc có chung sở thích. Rất mong các bạn ủng hộ mình nhé.

Check Also

Bài văn khấn ông Công ông Táo ngày 23 tháng Chạp

Bài văn khấn ông Công ông Táo được sử dụng cho ngày 23 tháng Chạp ...

Trả lời

Thư điện tử của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *