给孩子的一道非常有趣应用题
今天晚上去跑步,可是天公不作美,下起雨来,在雨中跑了一公里。
回家后正好给初一的同学出了一道当时苦恼我很久的应用题。
同样的出行距离,下雨的时候跑步淋的雨多还是走路淋的雨多?
本来小同学上了一天的课,躺在沙发上休息,看到这么有趣的问题,就开始思考起来。
"跑步淋的雨少!"
说完就拿出平板,一边画图一遍讲解起来。
image.png"可以分成两个部分计算,头上淋的雨和身上淋的雨"
........(此处省略几百字,中间用到几何学的相关知识,比如平行四边形的面积计算等。还用到物理和数学的知识,比如行程问题等)
"头上淋的雨因为和时间相关,所以跑步淋的少"
"身上淋的雨因为和距离有关,两者是一样的"
"总体而言,就是跑步淋的雨少"
爸爸说,你好像假设的雨是垂直的,如果有风呢,小同学又思考了一下
"结论是一样的,跑步淋的雨少"
爸爸又说,你这个推理有道理,但你这个用的是解析的方法,有很多条件是假设的,可能与真是的情况不一样。
科学研究一般有3种方法(范式):"实验法"、"解析法"、"仿真法"
小同学手书 image.png我们再一起看看其他两种方法吧。
B站上仿真法的结论和小同学推导的是一样的,都是跑步淋的雨少。(这个仿真还比较严谨的,考虑风速、模拟误差等因素,做了多次仿真,然后取平均值)
老外做了个比较严谨的实验法,结论却是相反的,不管是有风还是没风,都是跑步淋的雨多(这个实验还是相对严谨的,比如考虑了出汗的问题)。国内也有网红简单的做了测试,结论也是和这个一样。
”究竟是跑步和还是走路淋的雨多呢?“
我们又继续看了其他人用解析的方法推算的,结论和小同学的一样,跑步淋的雨少。
“是不是实验法哪里有漏洞?”小同学反问起来。
“糟了,今天还有点作业没交”,小同学去做作业去了。
......
小结
1.从目前搜集的资料看,暂时是没有结论的,解析和仿真的结论都是跑淋的雨少,但在实验上的结论刚好相反。(解析的方法还建议跑步的时候可以身体前倾,脚下避免踩到水坑,这样淋的雨更少)
2.这个题目可以考验小朋友们的思考能力,另外还可以让他们初步了解科学研究常用的三种范式以及各自的优缺点,值得推荐。
3.如果继续往上追溯,还可以涉及一些哲学层面的思考,比如我们眼见是否为实,归纳法存在的问题等等。
4.结论其实不太重要,如果想少淋雨,就尽量带伞吧。
参考资料
1.仿真法
【在雨中跑着淋到的雨更少还是走着淋到的雨更少?-哔哩哔哩】 https://b23.tv/mpJ8XDZ
2.解析法
【在雨中是跑还是走更好呢?-哔哩哔哩】 https://b23.tv/csCFnbX
【下雨天跑得快淋雨少?还是跑得慢淋雨少呢?-哔哩哔哩】 https://b23.tv/16gYlUY
(播放量非常高的)【毕导】防淋雨的完美姿势!下雨天究竟跑步好还是走路好?-哔哩哔哩】 https://b23.tv/i56VmGP
(李永乐老师)【下雨天,走路淋雨多还是跑步淋雨多?李永乐老师8分钟给你讲明白-哔哩哔哩】 https://b23.tv/PKJCnZm
3、实验法
国外真人实验法,【你知道吗?在雨天跑步,要比走路淋得雨多-哔哩哔哩】 https://b23.tv/bFCSjJn
国内真人实验法,【雨速悖论 到底是跑的快淋雨少 还是?-哔哩哔哩】 https://b23.tv/CFlww5R