Så beräknas stormens kraft: Formel och video

Vinterstormar får bussar, bilar och släpvagnar att blåsa omkull, krocka eller åka av vägen. Men hur stora är luftkrafterna? Kan en människa stå stilla på is? Det framgår av en formel från aerodynamiken.

Vindstyrkor på 20-25 meter per sekund motsvarar 72-90 kilometer i timmen. Det förvärrar förstås avkylningen och ökar risken för förfrysning.

Att stå upprätt utan att luta sig mot vinden går inte.
Men räcker friktionen för att stå stilla på is?

I fysikens formler brukar man använda bokstaven v för hastighet i meter per sekund.

Den kraft (F i Newton) som luften utövar på en kropp är proportionell mot arean (A i kvadratmeter) vinkelrätt mot luftströmmen.

Kraften minskar om kroppen är strömlinjeformad.
I formeln för man därför in luftmotståndskoefficienten c (som är mycket mindre än 1 för bränslesnåla personbilar).

Sedan behöver vi också ett värde på luftens densitet ρ (uttalas rå), som uppges i enheten kilogram per kubikmeter. Vi nöjer oss med två siffrors noggrannhet och sätter ρ=1,3

Då kan kraften beräknas som halva produkten av c, A, ρ och v i kvadrat:
F = 0,5 ρ v v c A

För en stående, vinterklädd, människa räknar jag ungefärligt med följande värden
A = 1 kvadratmeter
c = 0,5

Med vindhastigheten 20 m/s blir då den horisontella kraften
0,5 x 1,3 x 20 x 20 x 0,5 x 1 = 130 Newton

Jordens dragningskraft (tyngdkraften) på en person som väger 80 kilogram är ungefär 800Newton.

För att kunna stå kvar måste då friktionstalet (‘friktionskoefficienten’) mellan skosulor och underlag vara större än 130/800=0,16

Så bra sulor finns nog inte.

I gångförsöken med underlag och skosulor, som visas på videon här intill, mätte vi upp friktionstal på cirka 0,05. Det var mindre än en tredjedel av vad som behövs enligt räkneexemplet ovan. Gångtekniken påminner om vad som behövs på glansis med vanliga skosulor.

Svaret blir alltså NEJ, det går inte att stå kvar. Man blåser iväg med glidande sulor. Men troligen faller man snart omkull. Då minskar frontarean och luftkrafterna, så att friktionskrafterna räcker för att hejda rörelsen.

Se artikeln i Expressen om Karolina som nästan blåste bort.

Sätt gärna in andra värden med dina egna skattningar av c, A, v och för andra föremål som är utsatta för blåsten.

Den praktiska nyttan av resonemanget ovan kan ifrågasättas. Men låt mig återkomma senare med beräkningar för fordon, där stabiliteten är ett större problem än att kunna stå stilla.

Att fordons vindkänslighet är särskilt problematisk på vinterväglag har jag försökt förklara i flera av mina artiklar på Newsmill. Och att vädret påbjuder vaksamhet framgår i massmedia:

Söndag 27 nov
Stormen_skapar_stora trafikproblem (SVT Play Rapport kl.18)
Klass 3-varning i södra Sverige (SVT Play Rapport kl.19)

Stormväder plågar södra Sverige (DN)
Norge: Tre befaras döda efter två sjödramer på västkusten (DN)
Träd välte över tåg i Danmark (DN)
Traditioner fick vika för blåsten (DN)
Fem sjömän saknas utanför Wales (DN)

Prins William hjälte i stormdrama (Expressen)

Extremväder drar in över Sverige (GP)
Extremhårda vädret fortsätter (GP)
Göteborg drabbat av strömavbrott (GP)
Flyg tåg och båttrafik ställs in (GP)
Väderproblem i Norge och Danmark (GP)
Fasad på köpcenter blåste ner (GP)
Ovädret har drabbat Norden (GP)
Inställd jul-Lotta på Liseberg kan få nytt datum (GP)

Ny storm över Sverige (SvD)
Stormen orsakar strömavbrott (SvD)
Vädervarning ska rädda liv (SvD)
Tågtrafik ställs in i Sydvästsverige (SvD)

Fredag 25 nov
Berit stormar mot Sverige (DN)
Berit trotsar Berit (Expressen)
Stormvarning för fjällen (SvD)
Blåsten kan skapa problem i helgen (SVT)
Stora störningar i tågtrafiken (GP)

Varning för hårt väglag och storm (SvD 24nov)