8级大风真的能把瘦子吹跑吗

〖发布时间:2019-05-22 16:50:00〗〖文章来源:科普中国网〗〖作者:〗〖责任编辑:gly〗



    昨天(5.19)

  帝都刮起了大风

  这风有多大呢

  反正昨天外出的蝌蚪君是这样的

  

8级大风真的能把瘦子吹跑吗?

  根据中央气象台的报道

  昨天北京城的阵风最高可达8级

  大风刮断了树木

  

8级大风真的能把瘦子吹跑吗?

  刮落了大楼的墙皮

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  刮乱了小姐姐的发型

  8级大风真的能把瘦子吹跑吗?

  8级大风真的能把瘦子吹跑吗?

  图自水印

  还把瘦子都差点刮飞了

  8级大风真的能把瘦子吹跑吗?

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  这不禁让蝌蚪君想起了

  前几年流行的一张体重抗风表

  根据表上的数据,100斤以下的瘦子,8级风就扛不住了。即便是160斤的胖子,也只能抗得住10级风,这是真的吗?

  8级大风真的能把瘦子吹跑吗?

  人会不会被刮跑这个问题,简单来说,就是风的推力和摩擦力谁大谁小的问题。

  8级大风真的能把瘦子吹跑吗?

  这里多啰嗦两句,可能有的人会心存疑问:为啥摩擦力的方向是向前的啊,摩擦力不是阻碍物体相对运动(或相对运动趋势)的力吗,人往前走,摩擦力应该向后啊?

  注意!摩擦力阻碍的是物体的相对运动,重要的事情说三遍:

  相对、相对、相对!!! 

  虽然人是向前走的,但是人的脚是向后蹬地,摩擦力阻止物体(脚)相对地面向后运动的趋势,所以摩擦力方向向前。 

  接下来,我们回到正题,看一下每个风级对应的风速。

  

8级大风真的能把瘦子吹跑吗?

  我们看到8级风的风速是17.2-20.7m/s,我们就取风速为20m/s。然后我们再假设一个人身高1.7m,体重50kg(应该算偏瘦的了)。

  风对人的推力可以看作人体垂直于气流方向的平面所受的压力,也就是风压(Wp)。

  根据伯努利方程得出的风速-风压关系,风的动压为:

  Wp=0.5·ρ·v2①

  其中Wp为风压(KN/m2)、ρ为空气密度(kg/m3)、v为风速(m/s)。

  由于空气密度(ρ)和空气重度(r)的关系为 r=ρ·g,因此有 ρ=r/g。在①中使用这一关系,得到

  Wp=0.5·r·v2/g 

  此式为标准风压公式。在标准状态下(气压为1013 hPa,温度为15℃),空气重度 r=0.01225 kN/m3。纬度为45°处的重力加速度g=9.8m/s2,我们最终得到

  Wp=v2/1600 

  于是我们可以得出,8级风的风压为0.25KN/m2,也就是250N/m2,不过这是1平方米的平面受到的风的压力。

  我们还需要把这个人粗略的看成是一个1.7m*0.35m*0.15m的一个长方体,那么人体垂直于气流方向的平面面积为1.7*0.35=0.595m2

  所以风对这个人的推力最后应该是:

  250*0.595=148.75N 

  相比之下摩擦力的计算就要简单得多,毕竟初中就学过

  f=μmg 

  这里取μ=0.3,g=9.8m/s2。

  f=0.3*50*9.8=147N 

  可以看到这两个力大小差不多,风的推力稍大一点,也就是说8级的大风,100斤以下的人可能确实会站不稳,需要身体前倾来保持平衡。

  虽然这个计算很不严谨,和实际情况肯定有误差,但我们还是可以大致判断出这个体重抗风表上所给出的数据还是有一定的道理的。

  

8级大风真的能把瘦子吹跑吗?

  管你几级风,200斤的我一点都不慌