Rüzgar denilince akla birçok farklı görüntü gelebilir. Rüzgar, uçurtma uçuran ılık bir yaz esintisinden çatıyı yırtan bir kasırgaya kadar birçok biçim alır. Bir anemometre rüzgar hızını ölçer, ancak rüzgarın hızı nasıl kuvvete dönüşür?
Kuvvet, Rüzgar ve Basınç
Genellikle itme veya çekme olarak tanımlanan kuvvet, kuvvet eşittir kütle çarpı ivme (F = ma) formülü kullanılarak hesaplanabilir. Rüzgar ayrıca daha hızlı hareket ederken genellikle daha büyük bir kuvvetle iter ve çeker. Basınç eşittir kuvvet bölü alana. Esasen rüzgar, duvar, çatı veya insan gibi bir alana kuvvet uygular.
Rüzgar Ölçümü
Anemometreler rüzgarı ölçer. Farklı anemometre türleri mevcut olmasına rağmen, en yaygın olarak kullanılanı rüzgarla döner. Dönüş oranı, rüzgar hızına ve rüzgar basıncına dönüşür. Rüzgar hızı dalgalandığından, rüzgar hızını hesaplamak için kısa bir süre içindeki ortalama dönüş sayısı kullanılır. Rüzgar hızı en yaygın olarak mil/saat (mph), kilometre/saat (kph) veya Beaufort ölçeği olarak bildirilir, ancak aynı zamanda deniz mili, fit/saniye (f/s) veya metre/saniye (m/s) olarak da bildirilebilir. ). Birkaç çevrimiçi program, rüzgar hızını bir birimden diğerine dönüştürecektir.
Rüzgar Hızına Göre Kuvvet Hesaplama
Rüzgar kuvvetinin hesaplanması, hava kütlesini ve rüzgarın ivmesini gerektirir. Deniz seviyesinde bir hava kütlesinin ortalama yoğunluğu, metreküp başına yaklaşık 1.229 kilograma eşittir. Rüzgarın çarptığı alan bu durumda metrekare olarak ölçülür. Bir yüzeye çarpan hava kütlesi, daha sonra hava yoğunluğu çarpı alana eşittir. İvme (a), rüzgar hızının metre/saniye (m/s) cinsinden karesine eşittir.
Kuvveti Newton (N) cinsinden hesaplamak için kuvvet (F) eşittir kütle (m) çarpı ivme (a) formülünü kullanın. Bir Newton, bir kilogram-metre bölü saniye karesine eşittir (kg-m/s2).
Eşleşen birimleri kullandığınızdan emin olun. Bu hesaplamada, deniz seviyesindeki ortalama hava yoğunluğu metreküp başına 1.229 kilograma (kg/m2) eşittir.3). Havanın etki alanı 1 metrekareye eşittir. Saatte 5 millik bir rüzgarın kuvvetini hesaplamak için önce rüzgar hızını saniyede metreye çevirin. Çevrimiçi bir dönüştürücü kullanmak, 5 mph'nin 2,24 m/s'ye eşit olduğunu gösterir.
Formül kuvvetinin doldurulması hava kütlesine eşittir (Am) çarpı rüzgar hızının karesi:
F=A_m\timesd a^2
bu hesaplamayı verir:
F = (1\text{ m}^2) \times (1.229\text{ kg/m}^3) \times (2.24\text{ m/s})^2=6.17\text{ N}
Matematiği tamamlamak, F = 6.17 kg-m/s olduğunu gösterir.2 veya 6.17 N. Yani, saatte 5 millik bir esinti, standart bir uçurtmayı kaldırmaya yetecek güce sahip olacaktır.
