Содержание
Когда говорят о ветре, на ум приходит много разных образов. Ветер принимает разные формы, от мягкого летнего воздушного змея до урагана. Анемометр измеряет скорость ветра, но как скорость ветра переходит в силу?
Сила, Ветер и Давление
Сила, обычно определяемая как толчок или тяга, может быть рассчитана по формуле силы, равной массе и ускорению (F = ma). Ветер также толкает и тянет, как правило, с большей силой при движении быстрее. Давление равно силе, деленной на площадь. По сути, ветер прикладывает силу к такой области, как стена, крыша или человек.
Измерение ветра
Анемометры измеряют ветер. Хотя существуют различные типы анемометров, тот, который чаще всего используется, вращается вместе с ветром. Скорость поворотов означает скорость ветра и давление ветра. Поскольку скорость ветра колеблется, для вычисления скорости ветра используется среднее число оборотов за короткое время. Скорость ветра чаще всего сообщается в милях в час (миль в час), километрах в час (км / ч) или по шкале Бофорта, но она также может быть представлена в виде узлов, футов в секунду (футов в секунду или футов в секунду) или метров в час. секунда (м ÷ с или м / с). Несколько онлайн-программ преобразуют скорость ветра из одного устройства в другое.
Расчет силы на основе скорости ветра
Расчет силы ветра требует массы воздуха и ускорения ветра. Средняя плотность массы воздуха на уровне моря составляет примерно 1,229 кг на кубический метр. Площадь удара ветра измеряется, в данном случае, в квадратных метрах. Масса воздуха, попадающего на поверхность, равна плотности воздуха, умноженной на площадь. Ускорение (а) равно квадрату скорости ветра в метрах в секунду (м / с).
Используйте формулу силы (F), равную массе (м), умноженной на ускорение (а), чтобы рассчитать силу в Ньютонах (Н). Один ньютон равен одному килограмму в секунду в квадрате (кг-м / с2).
Обязательно используйте соответствующие единицы. В этом расчете средняя плотность воздуха на уровне моря равна 1,229 кг на кубический метр (кг / м).3). Площадь воздушного удара равна 1 квадратному метру. Чтобы рассчитать силу ветра со скоростью 5 миль в час, сначала преобразуйте скорость ветра в метры в секунду. Использование онлайн-конвертера показывает, что 5 миль в час равны 2,24 м / с.
Заполнение по формуле сила равна воздушной массе (Ам) скорость ветра в квадрате (F = AмXa2) дает такой расчет:
F = (1 м2) × × 2.
Завершение математики показывает, что F = 6,17 кг-м / с2 или 6,17 Н. Так, ветер 5 миль в час будет иметь достаточно силы, чтобы поднять стандартный кайт.