D题:淋雨量的估计(数学专业学生原则上不能选此题)
在生活中,经常遇到突然下雨且没有带伞的情况,遇到这种情况时所有的人都是以最快的速度跑去躲雨,是不是跑的越快淋雨就越少啊?
例如,要在雨中从一处沿直线跑到另一处,若雨速为常数且方向不变,试建立数学模型讨论是否跑的越快,淋雨量就越少。将人体简化成一个长方体,高
a1.5m(颈部以下),宽b0.5m,厚c0.2m。设跑步距离d1000m,跑步
最大速度m5m/s,雨速4m/s,降雨量w20m/h,记跑步速度为v,按以下步骤进行讨论。
(1)不考虑雨的方向,设降雨淋遍全身,以最大速度跑步,估计跑完全程的总淋雨量;
(2)雨从迎面吹来,雨线与跑步方向在同一铅直平面内,且与人体的夹角为,如图1建立总淋雨量与速度及参数a,b,c,d,,w之间的关系,问速度多大,总淋雨量最少,计算00,300时的总淋雨量;
(3)雨从背面吹来,雨线方向与跑步方向在同一铅直平面内,且与人体的夹角为,如图2建立总淋雨量与速度及参数a,b,c,d,,w之间的关系,问速度多大,总淋雨量最少,计算00,300时的总淋雨量。