我交终于开学了,我骑车疾驰在学校梧桐西道上,仰头发现前方有一个写有鼓励垃圾分类的横幅,我在受到道德光芒洗礼的同时,发现一个有趣的...
我交终于开学了,我骑车疾驰在学校梧桐西道上,仰头发现前方有一个写有鼓励垃圾分类的横幅,我在受到道德光芒洗礼的同时,发现一个有趣的现象:
离远了吧,就会看不清条幅上的字,离太近依旧效果不好。如下图:
究其原因,我发现两者看不清都是视角过小的缘故,如图:
我自然想到:既然过远和过近都会视角过小,那么一定存在一个位置取到最佳视角。如何求该点位置呢?
假设:1.因为我刚换眼镜,不考虑因视力问题影响观看效果,即不考虑距离,仅考虑视角
2.假定我骑车时眼睛高度不变,但是可以抬头,且横幅高度不变(很合理)
3.不考虑主观上人眼最舒适视角,简单认为角度越大,效果越好
先说结论:
与横幅距离为其上下高度的几何平均数时,取得最佳视角。
当然这个你设出变量,再求导出最值一定能够做出来,但依照本专栏的惯例,依旧采用物理方法解决
构造模型如下:
为光滑直杆,套有小环(代表眼睛位置),刚性轻杆 与小环焊接(代表视线),两杆之间有原长为零的弹簧, 处与光滑套筒连接。
推导如下:
视角 最大时 最大,弹簧势能取极值,此时受力平衡
以 整体为对象
因为套筒光滑,故 垂直于杆,
因为 光滑,故 垂直于 ,
弹簧弹力是系统内力,不考虑,
对象只受三个力,由三力汇交,得视角最大时如图:( 为汇交点)
既然都看出圆了,直接几何关系:
由勾股定理,
由图中橙色边长相等,
联立得
即:与横幅距离为其上下边高度的几何平均数时,取得最佳视角。(取眼睛高度为基准)
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