בעיית גשם...

TheZodiac

New member
בעיית גשם...

שלום תהיתי אם תוכלו לעזור לי בפתרון בעיית גשם קלה... רציתי לבדוק מה המהירות האופטימלית בה כדאי ללכת בגשם כדי לא להרטב... מצורפים שני שרטוטים (בקובץ אחד) לעזור בהבהרת החישובים... נתחיל: הערה: בחישובים יש תמיד *1 בסוף כדי לשמור על המבנה. כדי להקל על החישובים החלטתי שהצורה הקלה לחישוב הכי קרובה לבן אדם היא תיבה. a*b*c כפי שניתן לראות בשרטוט הימני, אם גשם יורד בזוית A ובמהירות Vr ואנו נעים במהירות Vo נרגיש את הגשם בזווית : B=arctan(Vr*sin(A)/(Vo+Vr*cos(A))*1 כפי שניתן לראות בשרטוט השני הגשם שיורד עלינו יורד על אורך של: d=b+a*cot(B)*1 את האורך יש להכפיל בעובי c וכמו כן בכמות הזמן שנשהה בגשם: t=X/Vo המרחק ליעד הוא X כמו כן עבור המלבן גם מהירות הגשם משתנה והופכת להיות: V={[Vo+Vr*cos(A)]^2+[Vr*sin(A)]^2}^(0.5)*1 נפשט: V=[Vo^2+Vr^2+2*Vo*Vr*cos(A)]^(0.5)*1 ולכן אנו יכולים לומר שכמות הגשם שנופל עלינו היא: y=X*c*[a*cot(B)+b]*V/Vo נציב את B ונפשט את הביטוי: y=X*c*{a*[Vo+Vr*cos(A)]+b*Vr*sin(A)}x x[Vo^2+Vr^2+2*Vo*Vr*cos(A)]^(0.5)/[Vo*Vr*sin(A)]*1 (ה-x בסוף ובתחילת השורה מחליף כפול) אנו יכולים להסיק מפונקציה זו (ראו קובץ מצורף) מסקנה מעניינת והיא שאם נרוץ נגד הגשם מהר מדי נרטב יותר, ואכן קיימת מהירות אופטימלית שחישובה דורש פיתרון של משוואה ממעלה שלישית שאיני יודע לפתור (כאשר שומרים על הפרמטרים)...אם מישהו יודע אשמח לראות פתרון, לאחר גזירה מגיעים למשוואה: a*Vo^3+Vr*cos(A)*Vo^2-[a*cos(A)+b*sin(A)]*Vr^2x xcos(A)-[a*cos(A)+b*sin(A)]*Vr^3=0 (ה-x בסוף ובתחילת השורה מחליף כפול) הבעיה היא המקרה של ריצה נגד הגשם, במקרה זה הפונקציה מראה הירטבות שלילית ?!?!?! במהירויות נמוכות. מה לדעתכם הבעיה בפונקציה שלי? בתודה מראש TheZodiac
 

אחמס1

New member
לא ממש הצלחתי לעקוב

אבל לצערי זה נובע מחוסר זמן. אני עשיתי פעם את החישוב והגעתי למסקנה שתמיד עדיף לרוץ (לפחות אם זה לכיוון ירידת הגשם, אולי להוציא כמה מקרים איזוטריים אם בכלל). מה שעשיתי היה להתייחס לגשם כאל שדה וקטורי ביחידות ק"ג\מטר²·שנייה (כלומר אם מאנטגרלים על שטח מסויים, מקבלים כמה נופל עליו בשנייה), זה למעשה פרופורציונאלי למספר המילימטרים של מים שנופלים בשנייה. בכל אופן, אז שטף הגשם על האדם הקובייתי הוא השטף על הפאות החשופות לגשם (בהנחה שהוא רץ לכיוון הגשם) ויוצא שאם מכפילים את זה בכמות הזמן שאדם מבלה בריצה (מרחק הריצה חלקי מהירותו) מתקבלת פונקציה מונוטונית יורדת של v, כלומר הוא סופר פחות מים ככל שהוא רץ יותר מהר.
 

אחמס1

New member
הכוונה שאם נעים מרחק של 100 מ' נגיד

אז בריצה מהירה נרטבים פחות כמעט אך ורק כי שוהים פחות זמן בגשם. אם אני זוכר נכון בריצה לכיוון השני ("בורחים" מהגשם) דווקא יש איזושהי מהירות שאדם שטוח לא ירטב בה בכלל, ולאדם ריאלי אולי יהיה טווח קטן של מהירויות שככל שהוא רץ מהר יותר הוא ירטב יותר. יש לי כמה קבצים של Mathematica במחשב עם גרפים שנשארו מהחקר הקצר שלי את הבעיה, אבל לא רשמתי הערות אז בטח לא תבינו מה הולך שם.
 
אתה יכול להסביר קצת על התוכנה הזו?

שמעתי עליה דברים מעניינים, כמו שהיא רב שימושית. אבל מרוב עצים לא רואים את היער ומרוב רב שימושיות אין לי מושג מה היא בעצם.
 

TheZodiac

New member
טוב...

כבר ענו לי תשובה בפורום מתמטיקה... בכל מקרה כן, כשרצים אל הגשם כמה שיותר מהר יותר טוב, וכשרצים עם הגשם קיימת מהירות אופטימלית שהדרך לגלות עם עוברים אותה היא די פשוטה, אם אתה רץ עם הגשם ונרטב מקדימה אתה רץ מהר מידי... מאחר ואני בתיכון אני אחכה קצת עם האנטגרל על שטח מסויים בשדה הוקטורי ק"ג\מטר²·שנייה...למרות שזה יכול לפשט את החישובים, מצד שני את הרעיון של חישוב השטף על האדם הקובייתי הבנתי ואנסה לעשות זאת...
בכל מקרה...
 

אחמס1

New member
אם אתה במקרה לומד פיזיקה

אז שדה וקטורי זה כל פונקציה של המקום (ולא בהכרח רק של המקום) שהיא וקטור, כמו למשל שדה חשמלי (במקרה וכבר למדת חשמל). כאן מכיוון שהנחנו ש"שדה הגשם" קבוע, השטף הוא בסכך הכל מכפלת השטח בשדה.
 

the new L

New member
ליתר דיוק

(אם מישהו מתעניין בהגדרה המתמטית יותר) - שדה וקטורי הוא חתך (section) של האגד הקו משיק של יריעה מסויימת.
 

אחמס1

New member
אם אני לא טועה, האגד הוקטורי של

משטח גזיר הוא שדה וקטורי, אבל ההפך נכון רק עבור שדות רציפים וזה לא תמיד המצב.
 

the new L

New member
השאלה היא

איזה סוג של שדה וקטורי אתה רוצה - שדה וקטורי רציף או שדה וקטורי גזיר, בהתאם לזה תבחר את המשטח שלך כמובן
 
לא התעמקתי

אבל זה בעיה שרבים בפורום ניסו לפתור. אמרת שיוצאת לך הרטבות שלילית , אם כך זה אומר שהכל לא נכון התייחסת לזה שאם אתה הולך קדימה , מהר יותר מהגשם , יש טיפות מים באוויר מולך , ואתה "נתקע" בהם .. ז"א בזמן שאתה מתקדם השטף גשם דרכך הוא לא רק מה שבא מלמעלה , אלא בנוסף מה שיש מקדימה .. אלא אם כן הגשם בא מאחוריך ואז מקדימה בזווית מסויימת לא אמור להיות טיפות מים באוויר.. זה דבר נורא מורכב.
 

amir_aikido

New member
היה אתר שהעמיק לחקור בזה

תחת התייחסות לאדם כאל קובייה. התוצאות הראו תלות משמעותית בכל אחד מהגורמים (רוח וכיוונה, שטח פנים כלפי מעלה והצידה וכו'). חיפוש ברשת ימצא את האתר. אמיר
 
למעלה