כשמדברים על רוח, תמונות רבות ושונות עשויות לעלות על הדעת. הרוח לובשת צורות רבות, החל מרוח קיץ מעופפת מעופפת ועד הוריקן קורע גגות. מד רוח רוחב מודד את מהירות הרוח, אך כיצד מתורגמת מהירות הרוח לכוח?
כוח, רוח ולחץ
ניתן לחשב כוח, המוגדר בדרך כלל כדחיפה או משיכה, באמצעות הנוסחה כוח שווה לתאוצה המונית כפול (F = ma). רוח גם דוחפת ומושכת, בדרך כלל בכוח גדול יותר בעת תנועה מהירה יותר. לחץ שווה כוח מחולק לפי שטח. בעיקרו של דבר, רוח מפעילה כוח על אזור כמו קיר, גג או אדם.
מדידת רוח
מדדי רוח מודדים רוח. למרות שקיימים סוגים שונים של אנומטרים, זה הנפוץ ביותר מסתובב עם הרוח. קצב הפניות מתורגם למהירות רוח ולחץ רוח. מכיוון שמהירות הרוח משתנה, משתמשים במספר סיבובים ממוצע לאורך זמן לחישוב מהירות הרוח. מהירות רוח לרוב תדווח במיילים לשעה (קמ"ש), לקילומטר לשעה (קמ"ש) או בסולם בופור, אך ניתן לדווח עליה גם כקשרים, רגל לשנייה (f / s) או מטר לשנייה (m / s ). מספר תוכניות מקוונות ימירו את מהירות הרוח מיחידה אחת לאחרת.
חישוב כוח על בסיס מהירות רוח
חישוב כוח הרוח מחייב את מסת האוויר ואת האצת הרוח. הצפיפות הממוצעת של מסת אוויר בגובה פני הים שווה לערך 1.229 ק"ג למ"ק. השטח שהרוח פוגעת בו נמדד, במקרה זה, במטר רבוע. מסת האוויר הפוגעת במשטח ואז שווה את צפיפות האוויר כפול השטח. התאוצה (א) שווה לריבוע מהירות הרוח במטרים לשנייה (m / s).
השתמש בכוח הנוסחה (F) שווה למסה (m) כפול תאוצה (a) כדי לחשב את הכוח בניוטון (N). ניוטון אחד שווה קילוגרם-מטר לשניה בריבוע (ק"ג-מ / ש2).
הקפד להשתמש ביחידות התואמות. בחישוב זה צפיפות האוויר הממוצעת בגובה פני הים שווה ל- 1.229 ק"ג למ"ק (ק"ג / מ"ר)3). שטח ההשפעה האווירית שווה למטר מרובע אחד. כדי לחשב את כוחה של רוח של 5 מייל לשעה, תחילה להמיר את מהירות הרוח למטר לשנייה. שימוש בממיר מקוון מראה ש -5 קמ"ש שווה ל- 2.24 מ"ש.
מילוי כוח הנוסחה שווה למסת אוויר (AM) כפול מהירות הרוח בריבוע:
F = A_m \ timesd a ^ 2
נותן חישוב זה:
F = (1 \ text {m} ^ 2) \ times (1.229 \ text {kg / m} ^ 3) \ times (2.24 \ text {m / s}) ^ 2 = 6.17 \ text {N}
השלמת המתמטיקה מראה כי F = 6.17 ק"ג / מ '2 או 6.17 נ. לכן, לרוח של 5 מייל לשעה יהיה מספיק כוח להרים עפיפון רגיל.
