車の窓ガラスに当たる雨の量と速度の関係について

質問

こんにちは。
ふとした疑問に答えてくださる博識な方、お願いします。

雨の日に車を運転していて、時速50ｋｍで走った場合と時速100ｋｍで走った場合では、
車のフロントガラスに当たる雨の量に差が出ますか？
時速と同じく雨の量も倍になるのでしょうか？

どちらがどれだけ多いのか、その理由とできれば計算式などあればそれも教えていただきたいです。

よろしくお願いします。

回答No.3

noname#212313 · ベストアンサー

雨粒は上から下へ移動していますね。お考えのことについて、実はそのことは考慮する必要がありません。雨が降るって、以下のようなことです。

雨
↓↓↓↓↓↓↓↓
↓↓↓↓↓↓↓↓
↓↓↓↓↓↓↓↓
↓↓↓↓↓↓↓↓←車のフロントガラス
↓↓↓↓↓↓↓↓
￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣路面

　雨は常に上から一定量の雨粒を送ります。そして同じ量の雨粒が路面へと落ちて行きます。つまり、車のフロントガラスの高さにある雨粒の量は常に一定であるわけです。

　そういう場合『雨粒の密度』だけ考えればいいのです。雨粒の速度は考慮する必要がありません。なぜなら、『下に落ちて減った分は、常に上から補充される』からです。

　したがって、雨粒が静止していると考えればいい、ということになります。上の図と対応させるなら、

雨
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・←車のフロントガラス
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣路面

ということですが、もっと単純化して大丈夫です。車のフロントガラスの高さにある雨粒だけに注目すればいいのです。

雨
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・←車のフロントガラス

　こうしてみると、車のフロントガラスに1秒当たりにぶつかる雨粒は車の速度に比例することが分かります。そのことは既に質問者様が推察されておられます。

>時速と同じく雨の量も倍になるのでしょうか？

　ご明察、その通りです。

お礼

ご回答、とても詳しいご解説、ありがとうございました！
よく理解できました！
まず、「距離」を基準とするのか「時間」を基準とするのかを考えなくてはいけなかったんですね！
Dio Genesさんのご回答は「時間」を基準にされてるということですよね？
時速50ｋｍと時速100ｋｍで同じ1分を走れば時速100kmの車は時速50ｋｍの車の2倍の距離を走ったことになる＝フロントガラスに受けた雨の量も2倍になる
この理解で合ってますか？

逆に「距離」を基準としたら
時速50ｋｍと時速100ｋｍで同じ1ｋｍを走ったら時速100ｋｍの車は時速50ｋｍの車の半分の時間しか走らない＝フロントガラスに受ける雨の量は1/2になる
ということですよね

雨粒の速度が関係ないというのは私にとってとても新しい発見でした！

謎が解決してとてもすっきりしました！ありがとうございました！！

回答No.5

ORUKA1951

とても有名な命題です。
＞時速50ｋｍで走った場合と時速100ｋｍで走った場合では、車のフロントガラ
スに当たる雨の量に差が出ますか？

　通過時間と速度に関わる事は分かると思いますが、フロントガラスの傾きで
まったく答えは変わります。それは極端な例で考えると良いでしょう。

垂直な窓
・・・止まっている限り雨はかかりません。
・・・ゆっくり進むと雨が少しかかりますが長時間雨中に滞在することになる
・・・猛スピードで進むとものすごい雨を受けますが、滞在時間は短い
水平な窓
・・・止まっているとひたすら雨を受けます。
・・・ゆっくりでも進めば、いずれ雨中を過ぎる
・・・猛スピードだとまったく濡れない。

　極端な例を考えてみると答えが見えてくる。
　改めて質問して見られたら？？

回答No.4

fxq11011

停止していれば、時間に比例しますね、移動すれば速度に比例しますね。
人が歩くのと走る場合との差は、通常は一定距離または比較的限られた時間の場合が多いと思います。
そんな場合は速度が速ければ時間が短くなりますね。
この場合は、雨量＝a時間×速度/速度＝a時間、aは密度？、時間に比例するから、走るほうが有利。
一定時間、一定距離に限らず、その時その時の状況飲みなら、先の回答者の通り。

お礼

ご回答ありがとうございます！
「時間」と「速度」という基準を考えていませんでした！

目的地がある場合は早く走るほうが濡れず、目的地がなくただ10分間雨の中をうろつくのならどんな速度で移動しても濡れる量は変わらない、ということですね！
目的地がなく雨の中をうろつくことはないと思いますが（笑）

疑問が解決してとても気持ちいいです！
ありがとうございました！！

回答No.2

sarena1122

こんにちは。

此方を参考にされてみてください。
条件によって変わるようです。

参考URL：

http://www.franceplusplus.com/2013/03/rain/

お礼

ご回答ありがとうございます。
とても興味深いサイトでした。
楽しく拝読させていただきました。
質問をする際に「距離」を基準とするのか「時間」を基準とするのかを書くべきでした。
みなさんのご回答のおかげで理解できました。
ありがとうございました！

回答No.1

nenosuke

所さんの目がテンで前実験してましたが

濡れる量は変わらないとか言っていたような気がします。