Innehåll
När vi talar om vind kan många olika bilder komma ihåg. Vind tar många former, från en lugn drakflygande sommarbris till en takrivande orkan. En anemometer mäter vindhastigheten, men hur översätts vindens hastighet i kraft?
Kraft, vind och tryck
Kraft, generellt definierad som en push eller pull, kan beräknas med hjälp av formelkraften lika med massa gånger acceleration (F = ma). Vind trycker och drar också, i allmänhet med större kraft när du går snabbare. Trycket är lika med kraften dividerat med area. I huvudsak tillämpar vindkraft mot ett område som en vägg, ett tak eller en person.
Mät vind
Anemometrar mäter vind. Även om olika typer av anemometrar finns, vänder den som oftast används med vinden. Varvtalet innebär vindhastighet och vindtryck. Eftersom vindhastigheten varierar, används ett genomsnittligt antal varv på kort tid för att beräkna vindhastigheten. Vindhastighet kommer oftast att rapporteras i miles per timme (km / h), kilometer per timme (km / h) eller Beaufort-skala, men det kan också rapporteras som knop, fot per sekund (f ÷ s eller f / s) eller meter per sekund (m ÷ s eller m / s). Flera onlineprogram konverterar vindhastighet från en enhet till en annan.
Beräkningskraft baserad på vindhastighet
Beräkning av vindkraften kräver luftmassan och vindens acceleration. Den genomsnittliga densiteten för en luftmassa vid havsnivån motsvarar cirka 1.229 kg per kubikmeter. Det område som vinden träffar mäts i detta fall i kvadratmeter. Luftmassan som träffar en yta är då lika med lufttätheten gånger ytan. Accelerationen (a) är lika med kvadratet för vindhastigheten i meter per sekund (m / s).
Använd formelkraften (F) lika med massan (m) gånger accelerationen (a) för att beräkna kraften i Newton (N). En Newton är lika med en kilogram meter per sekund kvadrat (kg-m / s)2).
Se till att använda matchande enheter. I denna beräkning är den genomsnittliga lufttätheten vid havsnivån lika med 1.229 kg per kubikmeter (kg / m3). Luftpåverkan är lika med 1 kvadratmeter. För att beräkna kraften hos en vind på 5 mil per timme, konvertera först vindhastigheten till meter per sekund. Att använda en online-omvandlare visar att 5 mph är lika med 2,24 m / s.
Att fylla i formelkraften är lika med luftmassan (Am) gånger vindhastigheten kvadrat (F = Amxa2) ger denna beräkning:
F = (1 m2) × × 2.
Att fullfölja matematiken visar att F = 6,17 kg-m / s2 eller 6,17 N. Så en vind på 5 mil per timme skulle ha tillräckligt med kraft för att lyfta en vanlig drake.