Obsah
Keď hovoríme o vetre, na myseľ môže prísť mnoho rôznych obrazov. Vietor má mnoho podôb, od letného vánku s drsným drakom až po hurikány roztrhávajúce strechu. Anemometer meria rýchlosť vetra, ale ako sa mení rýchlosť vetra?
Sila, vietor a tlak
Sila, všeobecne definovaná ako tlak alebo ťah, sa môže vypočítať pomocou vzorca sila sa rovná hmotnostnému násobku zrýchlenia (F = ma). Vietor tiež tlačí a ťahá, zvyčajne s väčšou silou pri rýchlejšom pohybe. Tlak sa rovná sile vydelenej plochou. Vietor v podstate pôsobí silou proti oblasti, ako je stena, strecha alebo osoba.
Meranie vetra
Anemometre merajú vietor. Aj keď existujú rôzne typy anemometrov, ten, ktorý sa používa najčastejšie, sa otáča s vetrom. Miera otáčok sa premieta do rýchlosti vetra a tlaku vetra. Pretože rýchlosť vetra kolíše, na výpočet rýchlosti vetra sa používa priemerný počet otočení za krátku dobu. Rýchlosť vetra sa najčastejšie uvádza v míľach za hodinu, kilometroch za hodinu alebo v Beaufortovej stupnici, môže sa však uvádzať aj v uzloch, stopách za sekundu (f ÷ s alebo f / s) alebo metroch za sekundu sekundy (m ÷ s alebo m / s). Niekoľko online programov prevádza rýchlosť vetra z jednej jednotky na druhú.
Výpočet sily na základe rýchlosti vetra
Výpočet sily vetra si vyžaduje množstvo vzduchu a zrýchlenie vetra. Priemerná hustota vzduchu v hladine mora je približne 1,229 kilogramov na meter kubický. Plocha, do ktorej zasiahne vietor, sa v tomto prípade meria v metroch štvorcových. Hmotnosť vzduchu dopadajúceho na povrch sa potom rovná ploche hustoty vzduchu. Zrýchlenie (a) sa rovná druhej mocnine rýchlosti vetra v metroch za sekundu (m / s).
Na výpočet sily v Newtonoch (N) sa použije sila vzorca (F) rovná hmotnosti (m) krát zrýchlenie (a). Jeden Newton sa rovná jeden kilogram na sekundu na druhú (kg-m / s)2).
Nezabudnite použiť zodpovedajúce jednotky. V tomto výpočte sa priemerná hustota vzduchu na hladine mora rovná 1,229 kilogramov na meter kubický (kg / m)3). Plocha dopadu vzduchu je 1 meter štvorcový. Ak chcete vypočítať silu vetra 5 míľ za hodinu, najskôr prepočítajte rýchlosť vetra na metre za sekundu. Použitie online prevodníka ukazuje, že rýchlosť 5 km / h sa rovná 2,24 m / s.
Naplnenie sily vzorca sa rovná hmotnosti vzduchu (Am) časov na druhú (F = Amxa2) poskytuje tento výpočet:
F = (1 m2) × × 2.
Vyplnenie matematiky ukazuje, že F = 6,17 kg-m / s2 alebo 6,77 N. Takže vietor 5 míľ za hodinu by mal dosť sily na zdvihnutie štandardného draka.