Andreas Pflug: Physikfrage Regen

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Hallo nochmal,

das Ganze kann man auch nochmal mathematisch hinschreiben. Angenommen, der Fußgänger bewegt sich mit der (gleichförmigen) Geschwindigkeit v in X-Richtung und der Regen kommt mit der Geschwindigkeit vr senkrecht herunter. Wenn wir uns mit dem Fußgänger mitbewegen, hat der Regen relativ dazu die Geschwindigkeit (-v, -vr) (Vektor im x,z - Koordinatensystem).

Um die Regenmenge pro Zeit auf die Flächen zu bestimmen, muss ich den Geschwindigkeitsvektor mit der jeweiligen Flächennormalen multiplizieren. Nehmen wir an, der Fußgänger ist "rechteckig" mit Fläche F1 als Oberseite und Fläche F2 als Vorderseite (in Laufrichtung).

Dann beträgt die Regenmenge pro Zeit an den Flächen

  • Oben:  F1*vr
  • Vorne: F2*v

Die Einheit ist jeweils m^3 / s. Man könnte das Ganze noch mit der Tröpchendichte in der Luft multiplizieren, dann erhält man tatsächlich die Anzahl der Regentropfen pro Sekunde.

Wenn S die Gesamtstrecke ist, beträgt die Gesamtzeit t = S/v. Damit ergeben sich folgende Regenmengen pro Strecke:

  • Oben: F1*S*vr/v
  • Vorne: F2*S

(hier ist die Einheit m^3).

Der Anteil von vorne ist demnach unabhängig von der Lauf-Geschwindigkeit, der Anteil von oben nimmt dagegen reziprok mit der Laufgeschwindigkeit ab. Damit zeichnet sich die Rasierklinge mit Ultraschallgeschwindigkeit als eine mögliche Lösung ab... ^^

Viele Grüße

Andreas