Tuulest rääkides võib meelde tulla palju erinevaid pilte. Tuulel on mitmeid vorme, alates tuulevaiksest tuulelohe lendavast suvetuulest kuni katusekatte orkaanini. Anemomeeter mõõdab tuule kiirust, kuid kuidas tuule kiirus jõustub?
Jõud, tuul ja rõhk
Jõu, mida tavaliselt määratletakse tõukena või tõmbena, saab arvutada valemiga jõud võrdne massi ja kiirendusega (F = ma). Samuti tõukab ja tõmbab tuul, kiirema liikumise korral tavaliselt suurema jõuga. Rõhk võrdub jõu jagatud pindalaga. Põhimõtteliselt rakendab tuul jõudu sellisele alale nagu sein, katus või inimene.
Tuule mõõtmine
Anemomeetrid mõõdavad tuult. Ehkki eksisteerib erinevat tüüpi anemomeetreid, keerleb see kõige sagedamini tuulega. Pöördekiirus väljendub tuule kiiruses ja tuule rõhus. Kuna tuule kiirus kõigub, kasutatakse tuule kiiruse arvutamiseks lühikese aja jooksul keskmist pöörete arvu. Kõige sagedamini teatatakse tuule kiirus miilides tunnis (mph), kilomeetrit tunnis (kph) või Beauforti skaalal, kuid see võib olla ka sõlmede, jalga sekundis (f / s) või meetrit sekundis (m / s ). Mitmed veebiprogrammid teisendavad tuule kiiruse ühest ühikust teise.
Jõu arvutamine tuule kiiruse põhjal
Tuule jõu arvutamiseks on vaja õhu massi ja tuule kiirendamist. Keskmine õhumassi tihedus merepinnal on umbes 1,229 kilogrammi kuupmeetri kohta. Pindala, mida tuul tabab, mõõdetakse antud juhul ruutmeetrites. Pinda tabava õhu mass võrdub õhutiheduse ja pindalaga. Kiirendus (a) võrdub tuule kiiruse ruut meetrites sekundis (m / s).
Jõu arvutamiseks njuutonites (N) kasutage valemit jõud (F), mis võrdub massiga (m) ja kiirendus (a). Üks Newton võrdub ühe kilogrammimeetriga sekundis ruudus (kg-m / s2).
Kasutage kindlasti sobivaid üksusi. Selles arvutuses on keskmine õhutihedus merepinnal 1,229 kilogrammi kuupmeetri kohta (kg / m)3). Õhulöögi pindala võrdub 1 ruutmeetriga. 5 miili tunnis tuule jõu arvutamiseks teisendage kõigepealt tuule kiirus meetriteks sekundis. Veebimuunduri kasutamine näitab, et 5 mph võrdub 2,24 m / s.
Valemi jõu täitmine võrdub õhumassiga (Am) korda tuule kiirus ruudus:
F = A_m \ timesd a ^ 2
annab selle arvutuse:
F = (1 \ tekst {m} ^ 2) \ korda (1,229 \ tekst {kg / m} ^ 3) \ korda (2,24 \ tekst {m / s}) ^ 2 = 6,17 \ tekst {N}
Matemaatika lõpuleviimine näitab, et F = 6,17 kg-m / s2 ehk 6,17 N. Niisiis, 5 miili tunnis tuulel oleks standardlohe tõstmiseks piisavalt jõudu.