Wiatrowskaz to urządzenie służące do wskazywania kierunku wiatru. Jest powszechnie spotykany na dachach budynków i można go zobaczyć, jak wiruje na wietrze, wskazując kierunek, z którego wieje wiatr. Ale jak dokładnie działa wiatrowskaz?
Podstawowa konstrukcja wiatrowskazu składa się z płaskiej lub zakrzywionej powierzchni, która jest ustawiona prostopadle do podłoża i może swobodnie obracać się wokół osi pionowej. Powierzchnia ma zwykle kształt strzały lub koguta i jest wyważona, dzięki czemu może się łatwo obracać na wietrze.
Powierzchnia jest przymocowana do wrzeciona, które jest zamontowane na pionowym wale, który z kolei jest zamontowany na osi poziomej. Oś pozioma montowana jest na podstawie lub słupie zakotwionym w podłożu.
Wrzeciono i pionowy wał są zaprojektowane tak, aby były lekkie i elastyczne, dzięki czemu mogą się łatwo poruszać w odpowiedzi na zmiany kierunku wiatru. Pionowy wał jest zwykle wykonany z lekkiego materiału, takiego jak aluminium lub włókno szklane, podczas gdy trzpień jest zwykle wykonany ze stali lub mosiądzu.
Powierzchnia wiatrowskazu została zaprojektowana tak, aby była aerodynamiczna, z jednym końcem szerszym niż drugi. Taka konstrukcja pomaga utrzymać powierzchnię w jednej linii z kierunkiem wiatru, dzięki czemu może się swobodnie obracać i dokładnie wskazywać kierunek wiatru.
Kierunek, w którym wskazuje wiatrowskaz, jest określony przez równowagę sił działających na powierzchnię. Kiedy wieje wiatr, wywiera siłę na powierzchnię wiatrowskazu, powodując jego obrót wokół osi pionowej. Siła wiatru jest równoważona ciężarem powierzchni i wrzeciona, a także tarciem między wrzecionem a pionowym wałem.
Gdy wiatrowskaz obraca się, wskazuje kierunek, z którego wieje wiatr. Na przykład, jeśli wiatr wieje z północy, wiatrowskaz będzie się obracał, aż północny koniec powierzchni będzie skierowany bezpośrednio w stronę wiatru. Pozwala to ludziom łatwo określić kierunek wiatru, co jest przydatne do różnych celów, takich jak przewidywanie wzorców pogodowych i planowanie zajęć na świeżym powietrzu.