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Quand on parle de vent, de nombreuses images différentes peuvent venir à l’esprit. Le vent prend de nombreuses formes, allant d’une douce brise estivale de cerf-volant à un ouragan déchirant le toit. Un anémomètre mesure la vitesse du vent, mais comment la vitesse du vent se traduit-elle en force?
Force, vent et pression
La force, généralement définie comme une poussée ou une traction, peut être calculée à l'aide de la formule force est égale à la masse multipliée par l'accélération (F = ma). Le vent pousse et tire également, généralement avec plus de force lorsqu'il se déplace plus rapidement. La pression est égale à la force divisée par la surface. Essentiellement, le vent applique une force contre une zone telle qu'un mur, un toit ou une personne.
Mesurer le vent
Les anémomètres mesurent le vent. Bien qu'il existe différents types d'anémomètres, celui qui est le plus couramment utilisé tourne avec le vent. La vitesse de rotation se traduit par la vitesse du vent et la pression du vent. La vitesse du vent fluctuant, un nombre moyen de tours sur une courte période est utilisé pour calculer la vitesse du vent. La vitesse du vent est généralement indiquée en miles par heure (km / h), en kilomètres par heure (km / h) ou en échelle de Beaufort, mais elle peut également être exprimée en nœuds, pieds par seconde (f ou s) ou en mètres par mètre. seconde (m ÷ s ou m / s). Plusieurs programmes en ligne convertissent la vitesse du vent d'une unité à une autre.
Calcul de la force en fonction de la vitesse du vent
Le calcul de la force du vent nécessite la masse d'air et l'accélération du vent. La masse volumique moyenne d’une masse d’air au niveau de la mer est d’environ 1,229 kilogrammes par mètre cube. La zone touchée par le vent est mesurée, dans ce cas, en mètres carrés. La masse d'air frappant une surface est alors égale à la densité de l'air multipliée par la surface. L'accélération (a) est égale au carré de la vitesse du vent en mètres par seconde (m / s).
Utilisez la formule force (F) égale à la masse (m) multipliée par l'accélération (a) pour calculer la force en newtons (N). Un Newton est égal à un kilogramme-mètre par seconde au carré (kg-m / s2).
Assurez-vous d'utiliser les unités correspondantes. Dans ce calcul, la densité moyenne de l’air au niveau de la mer est égale à 1,229 kilogrammes par mètre cube (kg / m3). La surface d'impact est égale à 1 mètre carré. Pour calculer la force d'un vent de 5 km / heure, convertissez d'abord la vitesse du vent en mètres par seconde. L'utilisation d'un convertisseur en ligne montre que 5 mi / h équivaut à 2,24 m / s.
Remplir la force de la formule équivaut à la masse d'air (Am) multiplié par la vitesse du vent au carré (F = Amxa2) donne ce calcul:
F = (1 m2) × × 2.
Terminer le calcul montre que F = 6,17 kg-m / s2 ou 6.17 N. Ainsi, une brise de 5 miles par heure aurait juste assez de force pour lever un cerf-volant standard.