风速与风力计算公式推导

         这几天，全国范围内都有大风，常识都知道，风速越大，风力也越大，但到底是怎样的关系呢？今天，我带大家用动量理论来推导一下。
        
         为了让我们的推导容易，我们假设风是以柱状前进的，并认为其吹入一个底端封闭的管中，当风到达底端后其速度很快减为零，散到管底周围的力忽略不计。现在，我们在管中取一段长为Δh的风柱，密度为ρ，风速为v,管低面积为s,则在Δt时间内会有

m= ρ*s*Δh= ρ*s*(v*Δt)

的空气冲向管子的底部。若设底面积受到风力为f,由动量定理知

f*Δt = m*v - m*0

即，

f*Δt = ρ*s*(v*Δt)*v

得风力为，

f = ρ*s*v^2

        这就是理想状态下风力与风速的关系式，其它复杂情形都可以利用它结合微分、积分思想来进行推广。