¿Cómo medir la velocidad de un ventilador de techo?

Pensé que, por diversión, podría medir cómo mi ventilador de techo se ralentiza cuando se apaga, y tal vez averiguar qué fuerzas actúan sobre él cuando se ralentiza. Mi problema es que para eso necesito medir su velocidad de rotación cuando está encendido. Cuando está en las velocidades más bajas, es fácil porque puedes verlo girar, pero para velocidades más altas, esa no es una opción.

Pensé que una forma sería usar una luz estroboscópica y tratar de igualar la frecuencia, pero no tengo una de esas. ¿Puedes pensar en alguna forma de medir la velocidad de un ventilador de techo muy rápido?

Respuestas (9)

Si tiene un teléfono inteligente con flash, probablemente tenga una función estroboscópica a su disposición.

Puedes ponerle una pajilla para beber y grabar el sonido que hace, y medir la frecuencia en un software de edición de sonido. Imagina la diversión de explicar esto a los paramédicos.

De manera similar, un puntero láser, un espejo y un fotodiodo inteligentemente conectados a la tarjeta de sonido de su computadora pueden ser persuadidos para hacer ciencia.

Finalmente, se puede usar un puntero láser, dos espejos y el conocimiento de la velocidad de la luz en su habitación para determinar la velocidad de rotación del ventilador, siempre que su habitación sea lo suficientemente grande y el ventilador se mueva lo suficientemente rápido. Si esto va a funcionar, probablemente será el menos preciso pero el más divertido.

Una tarjeta de sonido de computadora es uno de los mejores y más precisos instrumentos de grabación científica fácilmente disponibles. Abuso de mi tarjeta de sonido todo el tiempo.
Con suerte, los paramédicos no tendrán que ser llamados.
Creo que el problema con la pajilla es que en realidad agrega resistencia adicional al ventilador y lo ralentiza más rápido, lo que lleva a resultados menos correctos.
@Cruncher ¡Ese es el corolario de incertidumbre de Fan-Straw de Heisenberg!
Reemplace la pajita con una pestaña, si lo desea :)

Otro método simple de bricolaje podría ser atar una cuerda con un peso al final de una de las aspas (posiblemente otra en el otro lado si el ventilador se desequilibra demasiado). Al observar el ángulo que forma la cuerda, debería poder determinar la velocidad de rotación del ventilador:

ω = gramo broncearse ⁡ θ r + yo pecado ⁡ θ ,
dónde θ es el ángulo de la cuerda con la vertical, r es el radio en el que conectas la cuerda a la cuchilla, yo es la longitud de la cuerda y gramo es la aceleración de la gravedad.
Medición θ precisamente será otra cosa. La mejor apuesta podría ser tomar una foto con un tiempo de exposición prolongado para asegurarse de que ve la cuerda desde el 'lado'.

sin embargo, esto influirá en el arranque y la desaceleración del ventilador, que es lo que quería medir
@ratchetfreak en la pregunta Javier Badia dijo que quería saber la velocidad cuando el ventilador está encendido, así que esa influencia no debería importar. Probablemente también influirá ligeramente en la velocidad máxima del ventilador, pero cuando se usa una cuerda delgada y un peso pequeño, probablemente sea insignificante. Una forma de verificar esto es montar la cuerda en la hoja en radios más bajos, ya que esto reduce su velocidad y momento de inercia. Sin embargo, la propagación de errores de θ en ω será el más pequeño cuando θ ≈ 30 ° cuando r > yo , por lo que cambiar esto también puede mejorar su precisión.
Medir el ángulo del peso probablemente resultará ser una tarea más difícil que el original.
@fibonatic En realidad, ¡descubrí que incluso los pesos pequeños pueden afectar perceptiblemente la velocidad de rotación! Una vez que estábamos decorando para una fiesta, colocamos serpentinas al final de cada hoja. Podrías notar la diferencia en la velocidad al mirarlo.
@mikhailcazi pero esto no se debe a su peso, sino a su resistencia al aire.

No sé si clasificaría esto como trampa, pero es posible que pueda colocar un velocímetro de bicicleta en una de las cuchillas.

Puede recogerlos a un precio bastante bajo, sería bastante fácil de colocar y le daría una lectura bastante precisa.

¡Suena como, con mucho, la opción más fácil!

Agregando al tema de la tarjeta de sonido, podría sujetar un generador de sonido de frecuencia constante, pequeño y liviano en el extremo de una hoja. Luego use el tamaño del cambio Doppler para la velocidad lineal, o más simplemente, el período de las oscilaciones de frecuencia para el período de rotación (Nuevamente, existe una buena posibilidad de que se hagan explicaciones de EMS).

woohoo, +1 para cambio doppler

Habiendo medido primero el ancho de la hoja, el período de tiempo durante el cual se ocluye la línea de visión a una fuente de luz o marcador en el techo es una medida de la velocidad promedio (lineal) de la hoja en ese momento. Combine con el radio en el que se realizó esa medición para obtener la velocidad angular.

Se puede utilizar una cámara web para este propósito (aunque la reducción de datos a mano puede ser aburrida) o un fotodiodo que controle la tarjeta de sonido. Como otros han notado, el puerto de entrada de audio en su tarjeta de sonido es un puerto de adquisición de datos sorprendentemente versátil (aunque sensible y limitado).

Solo una idea, no una propuesta completa:

Puedes colocar un lápiz de tal manera que sea golpeado por las aspas del ventilador, y haga un ruido cada vez que pase una aspa (recuerdo haber visto un video de alguien en youtube haciendo música con él pero ahora no puedo Encuéntralo).

Luego podrías grabar el sonido que hace y analizarlo con un editor de audio (para ver qué tan rápido golpea el ventilador)

Puede grabar un video de la rotación de su ventilador y calcular la frecuencia de rotación del ventilador en función de la velocidad de fotogramas, utilizando, por ejemplo, el software Microsoft Movie Maker. Yo hice algo así hace algún tiempo.

Ok, otros métodos descritos aquí son impresionantes como

Inserte una pajilla en él y mida la cantidad de clics (los clics se pueden grabar y la diferencia de tiempo entre los clics se puede medir usando un software de edición de audio)

Ate algo al final y mida el ángulo que forma con la vertical y mida la velocidad usando la relación

( ω ) 2 = gramo ∗ t a norte ( θ ) / r

Mi método puede parecer descabellado, pero en teoría debería funcionar. Utiliza la probabilidad para medir la velocidad . Es básicamente un experimento de Monte Carlo en el que calculas la probabilidad de que un objeto golpee el ventilador, tanto en teoría como en la práctica, lanzando muchos tiros. .

Un ventilador tiene 3 alas, cada una de ellas tiene una longitud de arco de, digamos, 20 grados. Si suponemos que el ventilador está detenido (en lugares aleatorios), la probabilidad de golpearlo será 60/360, pero si el ventilador se mueve, digamos con una velocidad de ω y el objeto permanece en el plano del ventilador (la posición vertical en la que el objeto puede golpear el ventilador) durante un tiempo T segundos, sabemos que

ω = d θ / T
ahora el ventilador se comportará como si cada una de sus alas tuviera una longitud de arco de
= 20 + dθ, por lo que el área total del ala sería de
A R mi A = ( 20 + d θ ) ∗ 3
probabilidad de golpear el ventilador se convierte en
3 ∗ ( 20 + d θ ) / 360

donde dθ=ω*T

pag ( h i t t i norte gramo ) = 3 ( 20 + ω ∗ T ) / 360

resolviéndolo para ω

ω = ( 120 ∗ pag ( h i t t i norte gramo ) − 20 ) / T

donde p(golpear) se puede calcular mediante el lanzamiento real, por ejemplo, si 30 veces golpeas de un total de 100 lanzamientos, p(golpear) se convierte en 3/10. Aunque deberá hacer que esos lanzamientos sean coherentes y hacer una aproximación razonable para T .

He descrito el método aquí .

En realidad, es bastante simple: se usa un tacómetro para medir la velocidad de rotación, lo que nos permite medir lo que le interesa.

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