Ketika berbicara tentang angin, banyak gambaran berbeda yang mungkin muncul di benak Anda. Angin mengambil banyak bentuk, dari angin musim panas yang menerbangkan layang-layang yang nyaman hingga badai yang merobek atap. Anemometer mengukur kecepatan angin, tetapi bagaimana kecepatan angin diterjemahkan menjadi kekuatan?
Kekuatan, Angin, dan Tekanan
Gaya, umumnya didefinisikan sebagai dorongan atau tarikan, dapat dihitung dengan menggunakan rumus gaya sama dengan massa kali percepatan (F = ma). Angin juga mendorong dan menarik, umumnya dengan kekuatan yang lebih besar saat bergerak lebih cepat. Tekanan sama dengan gaya dibagi luas. Pada dasarnya, angin menerapkan kekuatan terhadap area seperti dinding, atap atau seseorang.
Mengukur Angin
Anemometer mengukur angin. Meskipun ada berbagai jenis anemometer, salah satu yang paling umum digunakan berputar dengan angin. Tingkat belokan diterjemahkan menjadi kecepatan angin dan tekanan angin. Karena kecepatan angin berfluktuasi, rata-rata jumlah putaran dalam waktu singkat digunakan untuk menghitung kecepatan angin. Kecepatan angin paling sering dilaporkan dalam mil per jam (mph), kilometer per jam (kph) atau skala Beaufort, tetapi juga dapat dilaporkan sebagai knot, kaki per detik (f/s) atau meter per detik (m/s). ). Beberapa program online akan mengubah kecepatan angin dari satu unit ke unit lainnya.
Menghitung Kekuatan Berdasarkan Kecepatan Angin
Menghitung kekuatan angin membutuhkan massa udara dan percepatan angin. Kepadatan rata-rata massa udara di permukaan laut sama dengan sekitar 1,229 kilogram per meter kubik. Area yang terkena angin diukur, dalam hal ini, dalam meter persegi. Massa udara yang mengenai permukaan sama dengan kerapatan udara dikalikan luas. Percepatan (a) sama dengan kuadrat kecepatan angin dalam meter per detik (m/s).
Gunakan rumus gaya (F) sama dengan massa (m) kali percepatan (a) untuk menghitung gaya dalam Newton (N). Satu Newton sama dengan satu kilogram-meter per detik kuadrat (kg-m/s2).
Pastikan untuk menggunakan unit yang cocok. Dalam perhitungan ini, kerapatan udara rata-rata di permukaan laut sama dengan 1,229 kilogram per meter kubik (kg/m3). Luas tumbukan udara sama dengan 1 meter persegi. Untuk menghitung kekuatan angin 5 mil per jam, pertama-tama ubah kecepatan angin menjadi meter per detik. Menggunakan konverter online menunjukkan bahwa 5 mph sama dengan 2,24 m/s.
Mengisi rumus gaya sama dengan massa udara (Asaya) kali kuadrat kecepatan angin:
F=A_m\timesd a^2
memberikan perhitungan ini:
F = (1\text{ m}^2) \times (1.229\text{ kg/m}^3) \times (2.24\text{ m/s})^2=6.17\text{ N}
Menyelesaikan matematika menunjukkan bahwa F = 6,17 kg-m/s2 atau 6.17 N Jadi, angin dengan kecepatan 5 mil per jam akan memiliki kekuatan yang cukup untuk mengangkat layang-layang standar.