Sadržaj
Kada govorimo o vjetru, mnoge različite slike mogu nam pasti na pamet. Vjetar ima mnogo oblika, od bahatog ljetnog povjetarca koji leti pod zmajem do uragana koji kida krov. Anemometar mjeri brzinu vjetra, ali kako se brzina vjetra prevodi na snagu?
Sila, vjetar i pritisak
Sila, općenito definirana kao potisak ili povlačenje, može se izračunati pomoću formule sila jednaka masi puta ubrzanju (F = ma). Vjetar također gura i povlači, uglavnom s većom silom kada se brže kreće. Tlak je jednak sili podijeljenoj s površinom. U osnovi, vjetar primjenjuje silu na područje poput zida, krova ili osobe.
Mjerni vjetar
Anemometri mjere vjetar. Iako postoje različite vrste anemometra, onaj koji se najčešće koristi okreće se s vjetrom. Brzina zavoja pretvara se u brzinu i tlak vjetra. Kako brzina vjetra varira, za izračun brzine vjetra koristi se prosječni broj okretaja u kratkom vremenu. Brzina vjetra najčešće će se izvijestiti u miljama na sat (mph), kilometrima na sat (kph) ili Beaufortovoj skali, ali može se prijaviti i kao čvorovi, noge u sekundi (f ÷ s ili f / s) ili metri po sekunda (m ÷ s, ili m / s). Nekoliko mrežnih programa pretvorit će brzinu vjetra iz jedne jedinice u drugu.
Izračunavanje sile na temelju brzine vjetra
Za računanje sile vjetra potrebna je masa zraka i ubrzanje vjetra. Prosječna gustoća mase zraka na razini mora iznosi približno 1.229 kilograma po kubnom metru. Područje koje vjetar udari mjeri se, u ovom slučaju, u kvadratnim metrima. Masa zraka koji udari u površinu tada je jednaka površini gustoće zraka. Ubrzanje (a) jednak je kvadratu brzine vjetra u metrima u sekundi (m / s).
Za izračun sile u Newtonima (N) koristite silu formule (F) jednaku masu (m) puta ubrzanje (a). Jedan Newton jednak je kilogramu u sekundi u kvadratu (kg-m / s)2).
Obavezno upotrijebite odgovarajuće jedinice. Pri ovom proračunu prosječna gustoća zraka na razini mora iznosi 1.229 kilograma po kubičnom metru (kg / m)3). Površina utjecaja zraka jednaka je 1 četvornom metru. Da biste izračunali silu vjetra od 5 milja po satu, prvo pretvorite brzinu vjetra u metre u sekundi. Korištenje mrežnog pretvarača pokazuje da 5 mph odgovara 2,24 m / s.
Punjenje u formulu jednaka je zračnoj masi (Am) puta kvadratne brzine vjetra (F = AmXa2) daje ovaj izračun:
F = (1 m)2) × × 2.
Završetak matematike pokazuje da je F = 6,17 kg-m / s2 ili 6,17 N. Vjetar od 5 milja na sat imao bi dovoljno sile da podigne standardni zmaj.