Indhold
Når vi taler om vind, kan mange forskellige billeder komme til at tænke på. Vinden tager mange former, fra en skrald kite-flyvende sommerbrise til en tagrivende orkan. Et anemometer måler vindhastighed, men hvordan kan vindens hastighed omsættes til kraft?
Kraft, vind og tryk
Kraft, generelt defineret som et skub eller træk, kan beregnes ved hjælp af formelkraften er lig med massetidens acceleration (F = ma). Vind skubber og trækker også, generelt med større kraft, når du bevæger sig hurtigere. Tryk er lig med kraft divideret med areal. Grundlæggende anvender vinden kraft mod et område som en væg, et tag eller en person.
Måling af vind
Anemometre måler vinden. Selvom der findes forskellige typer anemometre, drejer den, der oftest bruges med vinden. Hastighedshastigheden omsættes til vindhastighed og vindtryk. Da vindhastigheden svinger, bruges et gennemsnitligt antal omdrejninger på kort tid til at beregne vindhastighed. Vindhastighed rapporteres oftest i miles per time (km / h), kilometer i timen (km / t) eller Beaufort skala, men det kan også rapporteres som knob, fødder i sekundet (f ÷ s eller f / s) eller meter pr. sekund (m ÷ s eller m / s). Flere online-programmer konverterer vindhastighed fra en enhed til en anden.
Beregningskraft baseret på vindhastighed
Beregning af vindkraft kræver luftmasse og acceleration af vind. Den gennemsnitlige massefylde af en luftmasse ved havoverfladen svarer til cirka 1.229 kg pr. Kubikmeter. Det område, vinden rammer, måles i dette tilfælde i kvadratmeter. Luftmassen, der rammer en overflade, er derefter lig med lufttætheden gange arealet. Accelerationen (a) er lig med kvadratet for vindhastigheden i meter per sekund (m / s).
Brug formelkraften (F) er lig med masse (m) gange acceleration (a) til at beregne kraften i Newton (N). Én Newton er lig med en kilogram meter per sekund i kvadratet (kg-m / s2).
Sørg for at bruge de matchende enheder. I denne beregning er den gennemsnitlige lufttæthed ved havoverfladen lig med 1.229 kg pr. Kubikmeter (kg / m3). Luftpåvirkningens areal er lig med 1 kvadratmeter. For at beregne styrken på en vind på 5 km pr. Time skal du først konvertere vindhastigheden til meter per sekund. Brug af en online-konverter viser, at 5 km / h er lig med 2,24 m / s.
Udfyldning af formelkraften svarer til luftmassen (Am) gange vindhastighed i kvadrat (F = Amxa2) giver denne beregning:
F = (1 m2) × × 2.
Fuldførelse af matematik viser, at F = 6,17 kg-m / s2 eller 6.17 N. Så en brise på 5 miles i timen ville have lige nok kraft til at løfte en almindelig drage.