Obsah
Fúkajúci vietor vyvíja tlak na predmety, ktoré mu bránia. Množstvo tlaku vyvíjaného vetrom na objekt závisí od rýchlosti a hustoty vetra a od tvaru objektov. Ak poznáte tieto tri premenné, môžete ľahko previesť rýchlosť vetra na tlak v librách na štvorcový palec (psi). Pred pokusom o tento výpočet je užitočné vedieť, že hustota suchého vzduchu na hladine mora je približne 1,25 kg na meter kubický a že každý objekt má koeficient odporu vzduchu (C), ktorý sa dá odhadnúť na základe jeho tvaru.
Prevod rýchlosti na tlak
Napíšte túto rovnicu, ktorá prevádza rýchlosť vetra v metroch za sekundu (m / s) na tlak v Newtonoch na meter štvorcový (N / m ^ 2):
Tlak = 0,5 x C x D x V ^ 2
C = koeficient odporu vzduchu D = hustota vzduchu (kg / m3) V = rýchlosť vzduchu (m / s) ^ = "na výkon"
Získajte hodnotu rýchlosti vetra, ktorú chcete previesť na tlak. Musí to byť v metroch za sekundu, inak nebude fungovať rovnica.
Príklad: V = 11 m / s
Odhadnite koeficient odporu vzduchu na základe tvaru povrchu objektu, ktorý je otočený proti vetru.
Príklad: C pre jednu tvár kubického objektu = 1,05
Medzi ďalšie patria:
Guľa: 0,47 Polovica gule: 0,42 Kužeľ = 0,5 roh kocky = 0,8 Dlhý valec = 0,82 Krátky valec = 1,15 Efektívnejšie telo = 0,04 Efektívnejšie telo = 0,09
Ďalšie informácie týkajúce sa týchto tvarov nájdete v odkaze v časti Zdroje.
Zapojte hodnoty do rovnice a vypočítajte svoju odpoveď:
Tlak = 0,5 x 1,05 x 1,25 kg / m ^ 3 x (11 m / s) ^ 2 = 79,4 N / m ^ 2
Prevody jednotiek
Vykonajte potrebné konverzie na požadované jednotky. Aby bola rovnica presná, musí byť rýchlosť vetra v metroch za sekundu.
Prevod mph na metre za sekundu (m / s) vynásobením rýchlosti v mph 0,477. Táto hodnota sa získa vydelením počtu metrov v 1 míle, 1609, počtom sekúnd za 1 hodinu, 3600.
Príklad: 23 mph x 0,477 = 10,3 m / s
Konvertujte Newton na meter štvorcový (N / m2 ^) na psi vynásobením tlaku v N / m2 ^ 0,000145. Toto číslo je založené na počte Newtonov v librách a počte štvorcových palcov v metroch štvorcových.
Príklad: 79,4 N / m2 ^ 0,000145 = 0,012 psi