この記事では、風速と風圧の関係をわかりやすく解説します。
結論からいうと、風圧は風速の2乗に比例します。そのため、風速が2倍になると風圧は4倍、風速が3倍になると風圧は9倍になります。
実際に数値を入力して確認したい場合は、風速から風圧を計算できる風圧計算ツールをご利用ください。
風速と風圧の基本式
風圧は、次の式で求められます。
q = 1/2 × ρ × v²
- q：風圧（Pa）
- ρ：空気密度（kg/m³）
- v：風速（m/s）
この式に v² が入っているため、風圧は風速に対して直線的ではなく、2乗で大きくなります。
風速が2倍になると風圧は4倍になる
風速10m/sと20m/sを比べてみます。空気密度を1.225kg/m³とすると、風速10m/sの風圧は次のようになります。
q = 1/2 × 1.225 × 10² q = 61.25Pa
風速20m/sの場合は、次のようになります。
q = 1/2 × 1.225 × 20² q = 245Pa
風速は2倍ですが、風圧は61.25Paから245Paへ増えています。つまり4倍です。
風速と風圧の早見表
| 風速 | 風圧の目安 | 10m/sとの比較 |
|---|---|---|
| 5m/s | 約15.31Pa | 約0.25倍 |
| 10m/s | 約61.25Pa | 1倍 |
| 20m/s | 約245Pa | 4倍 |
| 30m/s | 約551.25Pa | 9倍 |
風圧から風速を逆算する式
風圧から風速を求めたい場合は、風圧の式を変形します。
v = √(2q ÷ ρ)
たとえば、風圧61.25Pa、空気密度1.225kg/m³の場合は、次のように計算できます。
v = √(2 × 61.25 ÷ 1.225) v = 10m/s
逆算を簡単に行いたい場合も、風速から風圧を計算できる風圧計算ツールで確認できます。
風速と風量は別の考え方
風速は、風が1秒間に何m進むかを表す値です。一方、風量は、一定時間にどれだけの空気が流れるかを表す値です。
風速から風量を求めるには、風速だけでなく断面積が必要です。詳しくは、風速から風量を計算する風量計算ツールをご利用ください。
よくある質問
風速が2倍なら風圧は2倍ですか？
いいえ。風圧は風速の2乗に比例するため、風速が2倍になると風圧は4倍になります。
風圧が4倍なら風速は何倍ですか？
風速は2倍です。風圧は風速の2乗に比例するため、風圧が4倍なら風速は√4、つまり2倍です。
km/hでも計算できますか？
計算式に入れるときはm/sに直します。km/hをm/sに変換するには、3.6で割ります。
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まとめ
風圧は風速の2乗に比例します。風速が2倍になると風圧は4倍、風速が3倍になると風圧は9倍です。
風速と風圧の関係を数値で確認したい場合は、風圧計算ツールを使うと簡単に確認できます。
