science >> Wetenschap >  >> Fysica

Berekening van de windbelasting op een grote vlakke ondergrond

Druk wordt gedefinieerd als kracht per oppervlakte-eenheid. Deze kracht heeft eenheden van ponden en gebruikt de vereenvoudigde formule van F = P x A, waarbij P de druk is en A het oppervlaktegebied is. Daarom, hoe groter het oppervlak, hoe groter de kracht die het zal ervaren. Dit is het principe achter waarom zeilschepen zulke grote zeilen gebruiken en waarom orkanen huisdaken gemakkelijk verwijderen.

Bepaal het aan de wind blootgestelde oppervlak. Stel dat er een billboard is met de afmetingen van 20 bij 40 voet. Het oppervlak is de lengte vermenigvuldigd met de breedte of 20 keer 40, dat is 800 vierkante meter.

Bepaal de windsnelheid of windsnelheid gemeten in mijlen per uur. Stel dat een orkaan windstoten van 100 mijl per uur heeft opgelopen (willekeurige waarde). Lucht heeft een dichtheid van 0,075 pond per kubieke voet.

Bepaal de kracht van de windbelasting op het reclamebord. Dit gebeurt met de formule F = 1/2 rho xv ^ 2 x A x C waarbij F de kracht is van de windbelasting in ponden, rho is de luchtdichtheid, v is de windsnelheid, A is het oppervlaktegebied van de billboard en C is een dimensieloze luchtweerstandscoëfficiënt (verondersteld 1,0 te zijn). De berekening levert 1/2 x 0.075 x 100 ^ 2 x 800 x 1.0 of 300.000 pond kracht op die aanzienlijk is.