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Cuando se habla de viento, muchas imágenes diferentes pueden venir a la mente. El viento toma muchas formas, desde una suave brisa de verano que vuela como cometas hasta un huracán que rompe el techo. Un anemómetro mide la velocidad del viento, pero ¿cómo se traduce la velocidad del viento en fuerza?
Fuerza, viento y presión
La fuerza, generalmente definida como un empuje o un tirón, puede calcularse usando la fórmula de la fuerza igual a la masa por la aceleración (F = ma). El viento también empuja y tira, generalmente con mayor fuerza cuando se mueve más rápido. La presión es igual a la fuerza dividida por el área. Esencialmente, el viento aplica fuerza contra un área como una pared, un techo o una persona.
Viento de medición
Los anemómetros miden el viento. Aunque existen diferentes tipos de anemómetros, el que se usa más comúnmente gira con el viento. La velocidad de los giros se traduce en velocidad y presión del viento. Debido a que la velocidad del viento fluctúa, se usa un número promedio de vueltas en un corto tiempo para calcular la velocidad del viento. La velocidad del viento más comúnmente se informará en millas por hora (mph), kilómetros por hora (kph) o escala de Beaufort, pero también se puede informar como nudos, pies por segundo (f ÷ s, o f / s) o metros por segundo (m ÷ s, o m / s). Varios programas en línea convertirán la velocidad del viento de una unidad a otra.
Cálculo de la fuerza basada en la velocidad del viento
Calcular la fuerza del viento requiere la masa de aire y la aceleración del viento. La densidad promedio de una masa de aire al nivel del mar es igual a aproximadamente 1.229 kilogramos por metro cúbico. El área que golpea el viento se mide, en este caso, en metros cuadrados. La masa de aire que golpea una superficie es igual a la densidad del aire por el área. La aceleración (a) es igual al cuadrado de la velocidad del viento en metros por segundo (m / s).
Use la fuerza de fórmula (F) igual a la masa (m) por la aceleración (a) para calcular la fuerza en Newtons (N). Un Newton equivale a un kilogramo-metro por segundo al cuadrado (kg-m / s2).
Asegúrese de usar las unidades coincidentes. En este cálculo, la densidad media del aire al nivel del mar es igual a 1.229 kilogramos por metro cúbico (kg / m3) El área de impacto del aire es igual a 1 metro cuadrado. Para calcular la fuerza de un viento de 5 millas por hora, primero convierta la velocidad del viento a metros por segundo. El uso de un convertidor en línea muestra que 5 mph equivale a 2.24 m / s.
Completar la fuerza de fórmula es igual a la masa de aire (Ametro) veces la velocidad del viento al cuadrado (F = Ametroxa2) da este cálculo:
F = (1 m2) × × 2.
Completar las matemáticas muestra que F = 6.17 kg-m / s2 o 6.17 N. Entonces, una brisa de 5 millas por hora tendría la fuerza suficiente para levantar una cometa estándar.