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Calculadora de Força do Vento

Índice

Vento: amigo e inimigoQual é a força do vento em uma estrutura?Como usar a calculadora de força do ventoPerguntas frequentes

A calculadora de força do vento da Omni permite que você calcule a carga do vento em qualquer estrutura. Seja um telhado, uma placa ou uma estrutura de aço, com esta calculadora você pode determinar a pressão do vento criada sobre um objeto dependendo da velocidade do vento, te ajudando a garantir que sua estrutura seja resistente o suficiente para suportar até mesmo a pior tempestade.

Vento: amigo e inimigo

Sempre que os seres humanos erguem uma estrutura, travam uma batalha eterna contra a natureza para mantê-la de pé. A erosão desgasta nossas construções pouco a pouco, os telhados desabam sob a carga de neve, e enchentes e incêndios podem fazer com que o trabalho de sua vida seja desfeito em segundos.

No entanto, um dos elementos mais prejudiciais é aquele do qual dependemos terrivelmente para nossa sobrevivência: o ar. Considerando somente prejuízos gerados pelas chuvas, o Brasil gastou mais de 100 bilhões de reais entre 2020 e 2023. A carga excessiva de vento nos telhados derruba edifícios e coloca vidas em risco. Mas não se preocupe; esta calculadora de força do vento está aqui para te ajudar a estimar a carga do vento exercida em qualquer estrutura, dependendo da velocidade do vento e da área de superfície da estrutura. Assim, você pode ter certeza de que um telhado, janela ou placa instável nunca ameaçará seus entes queridos e sua propriedade.

Se você estiver certo de que o vento não te trará prejuízos, você pode usá-lo e criar energia sustentável, limpa e barata com sua própria turbina eólica (visite nossa calculadora de turbina eólica, para saber mais). Ou você pode usar o vento para fazer exercícios divertidos, como windsurf ou o ainda mais desafiador kitesurf. Diverta-se explorando as calculadora de windsurf 🇺🇸 e a calculadora de kitesurf 🇺🇸 da Omni.

Qual é a força do vento em uma estrutura?

A força das partículas de ar que atingem uma superfície é conhecida como a força do vento em uma estrutura específica. Para estimar esta força, precisamos ter mais informações tanto sobre o vento quanto sobre a estrutura:

  • As moléculas de ar que colidem com um objeto criam uma pressão dinâmica, dependendo da velocidade do vento e da densidade do ar. A densidade do ar é uma função da umidade, temperatura e pressão. Nesta calculadora, assumimos um valor padrão de 1,225 kg/m31{,}225~\mathrm{kg/m^3} ou 0,0765 psi0{,}0765~\mathrm{psi}, equivalente a uma temperatura de 15° C15\degree~\mathrm{C} ou 59° F59\degree~\mathrm{F} ao nível do mar. Essas condições são conhecidas como condições padrão de temperatura e pressão. Se você mora em um local com condições significativamente diferentes, recomendamos usar a calculadora de densidade do ar da Omni, para determinar a densidade do ar e alterar este parâmetro em nossa ferramenta.

  • A força do vento também depende da área de superfície efetiva de sua estrutura. A superfície efetiva é a superfície ortogonal à direção do vento. Partindo do pressuposto de que o vento é sempre paralelo ao horizonte, podemos calcular a superfície efetiva a partir da superfície total e do ângulo. Por exemplo, uma superfície a 90° em relação ao solo sofre muito mais carga de vento do que um telhado com inclinação de 45°45\degree, mesmo que a velocidade do vento e a área de superfície sejam as mesmas.

Considerando todos esses fatores, nossa calculadora determina a pressão dinâmica e a força do vento a partir das equações:

pressão dinâmica = 0,5 × densidade do ar × velocidade do vento²

força do vento = pressão dinâmica × área de superfície efetiva = pressão dinâmica × área de superfície × sen(ângulo)

Calculadora de inclinação do telhado
Saiba mais sobre a inclinação do telhado com nossa ferramenta dedicada, a calculadora de inclinação do telhado.

Como usar a calculadora de força do vento

Aqui, mostraremos a você como usar a calculadora de força do vento.

  1. Defina as características do vento, ou seja, a velocidade do vento e a densidade do ar. A densidade do ar padrão deve ser adequada, a menos que você viva em um local muito quente, frio ou elevado. Nesse caso, você pode determinar a densidade do ar com a ferramenta vinculada ao campo densidade do ar na calculadora e informar um valor apropriado.

  2. Insira os valores fundamentais da sua estrutura: a área total da superfície e o ângulo. Se você tiver problemas para determinar a área da sua estrutura, a calculadora de área poderá te ajudar. O ângulo está entre o horizonte e a estrutura, por exemplo, o ângulo de inclinação de um telhado.

  3. A calculadora de força do vento fornecerá a carga de vento que você pode esperar. Assim, você é capaz de estimar a força sobre seu telhado e planejar sua construção com segurança, sem qualquer risco de colapso devido a tempestades.

Perguntas frequentes

Como calcular a força do vento?

Para calcular a força do vento em uma estrutura, siga estas etapas:

  1. Multiplique a densidade do ar pelo quadrado da velocidade do vento.

  2. Divida esse valor por 2 para obter a pressão dinâmica do vento:

    pressão dinâmica = 0,5 × densidade do ar × velocidade do vento²

  3. Multiplique a área de superfície externa da estrutura pelo seno do ângulo que ela faz com a horizontal (θ) para obter sua área de superfície efetiva:

    área de superfície efetiva = área de superfície × sen(θ)

  4. Multiplique a pressão dinâmica pela área de superfície efetiva da estrutura para obter a força do vento:

    força do vento = pressão dinâmica × área de superfície efetiva

O que significa um vento com pressão dinâmica de 0,96 kPa?

Um vento com pressão dinâmica de 0,96 quilo pascal (kPa) corresponde à velocidade do vento de 142,5 km/h. Essa velocidade do vento é típica de um furacão de categoria um.

Qual é a força de um vento de 150 km/h?

A velocidade do vento de 150 km/h resulta em uma pressão dinâmica de 1,065 kPa. Em uma parede vertical de 10 m², a força do vento seria de 10.651 N. Veja como você calcula isso:

  1. Multiplique a densidade do ar pelo quadrado da velocidade do vento e por 0,5:

    pressão dinâmica = 0,5⋅1,225 kg/m³⋅(150 km/h)² = 0,5⋅1,225 kg/m³⋅(41,7 m/s)² = 1.065 Pa

  2. Converta 1.065 Pa em quilo pascal (kPa):

    1.065 Pa/1.000 = 1,065 kPa

  3. Multiplique a pressão dinâmica pela área de superfície efetiva da parede para obter a força do vento:

    força do vento = 1,065 kPa⋅10 m² = 10.651 N

Qual é a força de um vento a 100 km/h?

O vento de 100 km/h causará 0,4734 kPa de pressão dinâmica. Em uma parede de 10 metros quadrados, isso significaria uma força de vento de 4.734 N. As etapas a seguir ajudarão você a verificar isso:

  1. Multiplique a densidade do ar pelo quadrado da velocidade do vento e por 0,5:

    pressão dinâmica = 0,5⋅1,225 kg/m³⋅(100 km/h)² = 0,5⋅1,225 kg/m³⋅(27,8 m/s)² = 473,4 Pa

  2. Converta esse valor em quilo pascal (kPa):

    473,4 Pa/1.000 = 0,4734 kPa

  3. Multiplique a pressão dinâmica pela área de superfície efetiva da parede para obter a força do vento:

    força do vento = 0,4734 kPa⋅10 m² = 4.734 N

Qual é a força de um vento de 50 km/h?

A velocidade do vento de 50 km/h causará 0,11834 kPa de pressão dinâmica. Em uma parede vertical de 10 m2, a força de vento seria de 1.183,4 N. Para calcular essa resposta, siga estas etapas:

  1. Multiplique a densidade do ar pelo quadrado da velocidade do vento e 0,5:

    pressão dinâmica = 0,5⋅1,225 kg/m³⋅(50 km/h)² = 0,5⋅1,225 kg/m³⋅(13,9 m/s)² = 118,34 Pa

  2. Converta esse valor em quilo pascal (kPa):

    118,34 Pa/1000 = 0,11834 kPa

  3. Multiplique a pressão dinâmica pela área de superfície efetiva da parede para obter a força do vento:

    força do vento = 0,11834 kPa ⋅10 m² = 1.183,4 N

Como converter a velocidade do vento em força?

Para converter a velocidade do vento em força atuando em uma superfície, siga estas etapas:

  1. Multiplique a densidade do ar com o quadrado da velocidade do vento.

  2. Divida esse valor por 2 para obter a pressão dinâmica do vento:

    pressão dinâmica = 0,5 × densidade do ar × velocidade do vento²

  3. Multiplique a área da superfície pelo seno do ângulo que ela faz com a horizontal (θ) para obter sua área efetiva:

    área efetiva da superfície = área × sen(θ)

  4. Multiplique a pressão dinâmica pela área efetiva da superfície para obter a força que o vento aplica na superfície:

    força do vento = pressão dinâmica × área de superfície efetiva

Características do vento

A densidade do ar padrão é para uma temperatura de 15 °C no nível do mar. Se você precisar alterar esse valor, consulte nossa calculadora de densidade do ar.

O objeto sujeito à carga de vento

Pressão dinâmica e carga de vento

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