¿Cómo se mide la velocidad de un ventilador de techo?

Question

Pensé que para divertirme podría medir cómo mi ventilador de techo se desacelera cuando se apaga, y tal vez averiguar qué fuerzas actúan sobre él cuando se desacelera. 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 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. ¿Se te ocurre alguna forma de medir la velocidad de un ventilador de techo muy rápido?

Answer 1

Si tienes un teléfono inteligente con flash, probablemente tengas a tu disposición la función de flash.

Puedes introducir una pajita en él y grabar el sonido que produce, y medir la frecuencia en un software de edición de sonido. Imagina lo divertido que sería explicar esto a los paramédicos.

Del mismo modo, un puntero láser, un espejo y un fotodiodo conectados inteligentemente a la tarjeta de sonido de tu ordenador pueden ser inducidos a hacer ciencia.

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

Answer 2

Siguiendo con el tema de las tarjetas de sonido, se podría fijar un pequeño y ligero generador de sonido de frecuencia constante en el extremo de una hoja. A continuación, utilice el tamaño del desplazamiento Doppler para la velocidad lineal o, más sencillamente, el período de las oscilaciones de frecuencia para el período de rotación (de nuevo, hay una buena posibilidad de explicaciones de EMS que hacer).

Answer 3

Otro método sencillo de bricolaje podría ser atar una cuerda con un peso en el extremo de una de las aspas (posiblemente otra en el otro lado si el ventilador se desequilibra demasiado). Observando el ángulo que forma la cuerda se puede determinar la velocidad de rotación del ventilador: $$ \omega=\sqrt{\frac{g\tan{\theta}}{r+l\sin{\theta}}}, $$ donde $\theta$ es el ángulo de la cuerda con la vertical, $r$ es el radio en el que se conecta la cuerda a la hoja, $l$ es la longitud de la cadena y $g$ es la aceleración debida a la gravedad.
Medición de $\theta$ con precisión será otra cosa. La mejor opción podría ser tomar una foto con un tiempo de exposición largo para asegurarse de que se ve la cuerda desde el "lado".

Answer 4

No sé si esto se clasificaría como trampa, pero podrías colocar un velocímetro de bicicleta en una de las aspas.

Los puedes conseguir bastante baratos, sería bastante fácil de colocar y te daría una lectura bastante precisa.

Answer 5

Una vez que se ha medido la anchura de la hoja, el período de tiempo durante el cual se ocluye la línea de visión hacia una fuente de luz o un marcador en el techo es una medida de la velocidad media (lineal) de la hoja en ese momento. Si se combina con el radio en el que se realizó esa medición, se obtiene la velocidad angular.

Para ello, se puede utilizar una cámara web (aunque la reducción de datos a mano será aburrida) o un fotodiodo que maneje la tarjeta de sonido. Como otros han señalado, el puerto de entrada de audio de la tarjeta de sonido es un puerto de adquisición de datos sorprendentemente versátil (aunque sensible y limitado).