เมื่อพูดถึงลม อาจนึกถึงภาพต่างๆ มากมาย ลมมีหลายรูปแบบตั้งแต่ลมฤดูร้อนที่พัดว่าวที่พัดไปมาจนถึงพายุเฮอริเคนที่ฉีกหลังคา เครื่องวัดความเร็วลมจะวัดความเร็วลม แต่ความเร็วของลมมีผลอย่างไร?
แรงลมและความกดดัน
แรง ซึ่งกำหนดโดยทั่วไปเป็นการผลักหรือดึง สามารถคำนวณได้โดยใช้สูตร แรงเท่ากับมวลคูณความเร่ง (F = ma) ลมยังผลักและดึง โดยทั่วไปจะมีแรงมากขึ้นเมื่อเคลื่อนที่เร็วขึ้น ความดันเท่ากับแรงหารด้วยพื้นที่ โดยพื้นฐานแล้ว ลมจะใช้แรงกับพื้นที่ เช่น ผนัง หลังคา หรือบุคคล
วัดลม
เครื่องวัดความเร็วลมวัดลม แม้ว่าจะมีเครื่องวัดความเร็วลมหลายประเภท แต่แบบที่ใช้บ่อยที่สุดจะเปลี่ยนไปตามลม อัตราการหมุนแปลเป็นความเร็วลมและความดันลม เนื่องจากความเร็วลมผันผวน จำนวนรอบเฉลี่ยในช่วงเวลาสั้นๆ จึงถูกนำมาใช้ในการคำนวณความเร็วลม ความเร็วลมโดยทั่วไปจะรายงานเป็นไมล์ต่อชั่วโมง (mph) กิโลเมตรต่อชั่วโมง (kph) หรือมาตราส่วนโบฟอร์ต แต่อาจรายงานเป็นนอต ฟุตต่อวินาที (f/s) หรือเมตรต่อวินาที (m/s) ). โปรแกรมออนไลน์หลายโปรแกรมจะแปลงความเร็วลมจากหน่วยหนึ่งเป็นอีกหน่วยหนึ่ง
คำนวณแรงตามความเร็วลม
การคำนวณแรงลมต้องใช้มวลอากาศและความเร่งของลม ความหนาแน่นเฉลี่ยของมวลอากาศที่ระดับน้ำทะเลเท่ากับประมาณ 1.229 กิโลกรัมต่อลูกบาศก์เมตร พื้นที่ที่ลมพัดถูกวัด ในกรณีนี้คือ ตารางเมตร มวลของอากาศที่กระทบพื้นผิวจะเท่ากับความหนาแน่นของอากาศคูณด้วยพื้นที่ ความเร่ง (a) เท่ากับกำลังสองของความเร็วลม หน่วยเป็นเมตรต่อวินาที (m/s)
ใช้สูตรแรง (F) เท่ากับมวล (m) คูณความเร่ง (a) เพื่อคำนวณแรงในหน่วยนิวตัน (N) หนึ่งนิวตัน เท่ากับ 1 กิโลกรัม-เมตรต่อวินาทีกำลังสอง (kg-m/s2).
อย่าลืมใช้หน่วยที่ตรงกัน ในการคำนวณนี้ ความหนาแน่นของอากาศเฉลี่ยที่ระดับน้ำทะเลเท่ากับ 1.229 กิโลกรัมต่อลูกบาศก์เมตร (kg/m3). พื้นที่กระทบอากาศเท่ากับ 1 ตารางเมตร ในการคำนวณแรงลม 5 ไมล์ต่อชั่วโมง ขั้นแรกให้แปลงความเร็วลมเป็นเมตรต่อวินาที การใช้ตัวแปลงออนไลน์แสดงว่า 5 ไมล์ต่อชั่วโมงเท่ากับ 2.24 เมตร/วินาที
การเติมแรงสูตรเท่ากับมวลอากาศ (Aม) คูณความเร็วลมกำลังสอง:
F=A_m\timesd a^2
ให้การคำนวณนี้:
F = (1\text{ m}^2) \times (1.229\text{ kg/m}^3) \times (2.24\text{ m/s})^2=6.17\text{ N}
เมื่อจบคณิตศาสตร์แสดงว่า F = 6.17 kg-m/s2 หรือ 6.17 น. ดังนั้น ลมที่พัดเพียง 5 ไมล์ต่อชั่วโมงจะมีกำลังเพียงพอที่จะยกว่าวมาตรฐานได้