你还在担心下雨溅湿鞋子裤子吗,学会这几招,让你的服饰保持干燥

为什么水滴落下,行走时会溅湿裤腿?


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原来雨水滴落在大地上一部分蒸发转化为水蒸气,一部分慢慢下渗进入土壤,还有一部分随地表径流最终汇入海洋。

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下渗的这部分雨水保存在土壤中,多余的,随地下径流到别的地方。雨水下渗需要一定时间,短期内会在地面形成一个个小水坑,甚至是大范围积水。出于某些原因,我们走在了这些小水坑里,先对行走的过程极简简单的分解并作受力分析。

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首先左脚向后蹬地,蹬地的一瞬间,鞋底给地面一个指向姐家帮斜上方的力。根据牛顿第三定律,鞋底也会受到一个来自地面的大小相等方向相反的近摩擦力,此时我们会将身体的重心前移。由于左脚受到地面的静摩擦力,在水平方向有一个向前的分力跟自然的速度增加。接着我们会迈出右脚落地,起到支撑的作用,左脚抬起,此时重心转移至右脚脚跟。同理右脚也会受到来自地面的摩擦力,这个力在水平方向的分量向后,因此人的速度减小。随着重心继续前移,直到和脚掌中心在同一直线上,此刻不再受到摩擦力,最后继续进入左脚蹬地的循环中。

我们聚焦在左脚的鞋子上,为了便于分析,对鞋跟处的水滴和鞋底建立力学模型,左脚蹬地的瞬间,水滴和鞋子的运动就可以简化为,一个绕支点运动的平板和平板内一动点的复合运动。点O为脚掌支点,M为水滴动点,此刻水滴受到重力和鞋子的吸附力,重力在鞋子方向的分量提供向心力。通过公式,我们可以看到水滴怎样运动与水的质量和转动角速度,也就是抬脚快慢有关,因此又分为三种情况。

一,水滴重力大于吸附力在竖直方向的分力,此时水滴下落,不会溅湿裤脚。

二,水滴重力较小,且脚抬起的速度较慢,水滴吸附在鞋底,随鞋底一起运动,也不会溅湿裤脚。

三,水滴重力较小,且脚抬起的速度较快,此时鞋底转动的角速度,重力在鞋里方向的分力不足以支撑水滴继续做圆周运动,因此水滴做斜抛运动,最终会溅湿鞋跟,甚至是裤脚。

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然后我们再聚焦左脚,鞋头随着左脚抬起,大部分水滴汇聚在鞋头,接下来左脚向前迈的过程中和鞋跟处类似,当水滴质量较小,且左脚迈出的速度较快时,溅起的水滴就会落在鞋头上。

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由此可见,想要在下雨天走路尽量不溅湿,鞋子和裤脚,可以试着放慢你踩脚速度以及抬起脚跟的高度。

此外,在查资料的时候,我还看到大部分小伙伴推荐内八办法走路姿势也可以避免溅湿裤脚。的确内八字是走路时脚尖向内,脚跟向外翻,溅起的水滴不容易落在自己的裤脚上。但是如果这时候旁边有其他人,那就有可能溅到其他人身上。

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除了走路方式外,鞋底的设计也会有影响。鞋底有一些横向的凹槽,会起到较好的排水作用,有时也会阻断一部分水流流向鞋头,降低被溅湿的概率。如果鞋头和鞋跟有类似倾斜的设计,可以改变被溅起水滴的行进路线,也可以避免其溅湿鞋面和裤脚。

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关于下雨天走路浸湿鞋子和裤脚,你还有哪些疑问或有趣的经历想要分享呢?欢迎大家在评论区讨论这件事情。

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页面更新:2024-02-05

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