風について話すとき、多くの異なるイメージが思い浮かぶかもしれません。 風は、さわやかな凧揚げの夏のそよ風から屋根を裂くハリケーンまで、さまざまな形を取ります。 風速計は風速を測定しますが、風速はどのように力に変換されますか？
力、風、圧力
一般にプッシュまたはプルとして定義される力は、力が質量と加速度の積に等しい（F = ma）という式を使用して計算できます。 風も押したり引いたりしますが、一般的に速く動くと大きな力がかかります。 圧力は力を面積で割ったものに等しくなります。 基本的に、風は壁、屋根、人などの領域に力を加えます。
風の測定
風速計は風を測定します。 さまざまな種類の風速計が存在しますが、最も一般的に使用されている風速計は風と共に回転します。 回転率は、風速と風圧に変換されます。 風速は変動するため、短時間の平均回転数を使用して風速を計算します。 風速は、最も一般的にはマイル/時（mph）、キロメートル/時（kph）、またはビューフォート風力階級で報告されますが、ノット、フィート/秒（f / s）、またはメートル/秒（m / s）として報告されることもあります。 ）。 いくつかのオンラインプログラムは、風速をある単位から別の単位に変換します。
風速に基づく力の計算
風の力を計算するには、空気の質量と風の加速度が必要です。 海面での空気の塊の平均密度は、1立方メートルあたり約1.229キログラムに相当します。 風が当たる面積は、この場合は平方メートルで測定されます。 表面に当たる空気の質量は、空気密度と面積の積に等しくなります。 加速度（a）は、メートル/秒（m / s）単位の風速の2乗に等しくなります。
力（F）は質量（m）に加速度（a）を掛けたものに等しいという式を使用して、ニュートン（N）で力を計算します。 1ニュートンは1キログラムメートル/秒の2乗に相当します（kg-m / s2).
必ず一致する単位を使用してください。 この計算では、海面での平均空気密度は1立方メートルあたり1.229キログラム（kg / m）に等しくなります。3). 空気の衝突面積は1平方メートルに相当します。 時速5マイルの風の力を計算するには、最初に風速をメートル/秒に変換します。 オンラインコンバーターを使用すると、5mphが2.24m / sに等しいことがわかります。
式の力を入力すると、気団（Am）風速の2乗倍：
F = A_m \ timesd a ^ 2
この計算を与えます：
F =（1 \ text {m} ^ 2）\ times（1.229 \ text {kg / m} ^ 3）\ times（2.24 \ text {m / s}）^ 2 = 6.17 \ text {N}
計算を完了すると、F = 6.17 kg-m / sであることがわかります。2 または6.17N。 したがって、時速5マイルのそよ風は、標準的なカイトを持ち上げるのにちょうど十分な力を持っています。