Зміст
Якщо говорити про вітер, то на думку може прийти багато різних образів. Вітер приймає багато форм, від затишного літнього вітерця повітряного змія до урагану, що роздирається на даху. Анемометр вимірює швидкість вітру, але як швидкість вітру перетворюється в силу?
Сила, вітер і тиск
Сила, як правило, визначається як поштовх або потяг, може бути обчислена за формулою сили, що дорівнює масі, прискоренню (F = ma). Вітер також штовхає і тягне, як правило, з більшою силою, коли рухається швидше. Тиск дорівнює силі, поділеній на площу. По суті, вітер застосовує силу проти такої зони, як стіна, дах або людина.
Вимірювальний вітер
Анемометри вимірюють вітер. Хоча існують різні типи анемометрів, той, який найчастіше використовується, обертається вітром. Швидкість обертів перетворюється на швидкість вітру і тиск вітру. Оскільки швидкість вітру коливається, для обчислення швидкості вітру використовується середня кількість оборотів за короткий час. Швидкість вітру найчастіше повідомлятиметься в милях на годину (миль / год), кілометрах на годину (км / год) або за шкалою Бофорта, але може також повідомлятися як про вузли, фути в секунду (f ÷ s або f / s) або метри в год другий (m ÷ s, або m / s). Кілька онлайн-програм перетворять швидкість вітру з однієї одиниці на іншу.
Розрахунок сили на основі швидкості вітру
Розрахунок сили вітру вимагає маси повітря і прискорення вітру. Середня щільність маси повітря на рівні моря дорівнює приблизно 1,222 кілограма на кубічний метр. Площа, на яку потрапляє вітер, вимірюється в цьому випадку в квадратних метрах. Маса повітря, що потрапляє на поверхню, тоді дорівнює часу густини повітря. Прискорення (a) дорівнює квадрату швидкості вітру в метрах на секунду (м / с).
Для обчислення сили в ньютонах (N) використовуйте силу формули (F), рівну масі (м) разів прискоренню (а). Один Ньютон дорівнює одному кілограм-метру в секунду в квадраті (кг-м / с2).
Обов’язково використовуйте відповідні одиниці. У цьому розрахунку середня щільність повітря на рівні моря дорівнює 1,222 кілограма на кубічний метр (кг / м.)3). Площа впливу повітря дорівнює 1 квадратному метру. Щоб обчислити силу вітру 5 миль на годину, спочатку перетворіть швидкість вітру в метри на секунду. Використання онлайн-перетворювача показує, що 5 миль / год дорівнює 2,24 м / с.
Заповнення сили формули дорівнює масі повітря (Ам) разів швидкість вітру в квадраті (F = Aмxa2) дає такий розрахунок:
F = (1 м2) × × 2.
Завершення математики показує, що F = 6,17 кг-м / с2 або 6,17 н. Так, вітер в 5 миль на годину мав би достатньо сил, щоб підняти стандартний змій.