NộI Dung
Khi nói về gió, nhiều hình ảnh khác nhau có thể xuất hiện trong tâm trí. Gió có nhiều dạng, từ một cơn gió mùa hè thả diều nhẹ nhàng đến một cơn bão xé toạc mái nhà. Máy đo gió đo tốc độ gió, nhưng tốc độ của gió chuyển thành lực như thế nào?
Lực, gió và áp lực
Lực, thường được định nghĩa là lực đẩy hoặc lực kéo, có thể được tính bằng cách sử dụng lực công thức bằng gia tốc khối lượng lần (F = ma). Gió cũng đẩy và kéo, nói chung với lực mạnh hơn khi di chuyển nhanh hơn. Áp lực bằng lực chia cho diện tích. Về cơ bản, gió tác dụng lực lên một khu vực như tường, mái nhà hoặc người.
Đo gió
Máy đo gió đo gió. Mặc dù các loại máy đo gió khác nhau tồn tại, loại được sử dụng phổ biến nhất với gió. Tốc độ của các lượt chuyển thành tốc độ gió và áp lực gió. Do tốc độ gió dao động, số vòng quay trung bình trong một thời gian ngắn được sử dụng để tính tốc độ gió. Gió tốc độ phổ biến nhất sẽ được báo cáo trong dặm một giờ (mph), km mỗi giờ (kph) hoặc quy mô Beaufort, nhưng nó cũng có thể được báo cáo là hải lý, feet mỗi giây (f ÷ s, hoặc f / s) hoặc mét mỗi thứ hai (m ÷ s, hoặc m / s). Một số chương trình trực tuyến sẽ chuyển đổi tốc độ gió từ đơn vị này sang đơn vị khác.
Tính toán lực dựa trên tốc độ gió
Tính lực của gió đòi hỏi khối lượng không khí và gia tốc của gió. Mật độ trung bình của một khối không khí ở mực nước biển tương đương khoảng 1,229 kg mỗi mét khối. Diện tích của gió được đo, trong trường hợp này, tính bằng mét vuông. Khối lượng không khí chạm vào một bề mặt sau đó bằng diện tích mật độ không khí. Gia tốc (a) bằng bình phương của tốc độ gió tính bằng mét trên giây (m / s).
Sử dụng lực công thức (F) bằng khối lượng (m) lần gia tốc (a) để tính lực trong Newton (N). Một Newton bằng một kilôgam mét trên giây bình phương (kg-m / s2).
Hãy chắc chắn để sử dụng các đơn vị phù hợp. Trong tính toán này, mật độ không khí trung bình ở mực nước biển bằng 1,229 kg mỗi mét khối (kg / m3). Diện tích tác động không khí bằng 1 mét vuông. Để tính toán lực của gió 5 dặm mỗi giờ, trước tiên hãy chuyển đổi tốc độ gió thành mét mỗi giây. Sử dụng một công cụ chuyển đổi trực tuyến cho thấy 5 mph bằng 2,24 m / s.
Làm đầy trong lực công thức bằng khối lượng không khí (Am) bình phương tốc độ gió bình phương (F = Amxa2) đưa ra tính toán này:
F = (1 m2) × × 2.
Hoàn thành toán học cho thấy F = 6,17 kg-m / s2 hoặc 6,17 N. Vì vậy, một làn gió 5 dặm một giờ sẽ có vừa đủ lực để nâng một chiếc diều chuẩn.