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Las revoluciones por minuto (rpm) son una medida de la rapidez a la que gira un objeto. Saber cuán rápido gira un objeto es importante para determinar la velocidad del viento, la relación de transmisión, qué tan potente es un motor y qué tan bien vuelan y penetran las balas [1] X Fuente de investigación . Existe una serie de formas para calcular las rpm, dependiendo de para qué necesites el valor. Aquí utilizaremos algunas de las más simples.
Pasos
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Elige un lugar qué puedas observar en el objeto que gira. Este método funciona mejor para los objetos con brazos largos, como un anemómetro (dispositivo para medir la velocidad del viento) o una turbina de viento. Escoge un brazo o un aspa para observar.
- Puedes marcar el brazo o el aspa de alguna manera, como al atar un hilo de colores o poner un poco de pintura en la superficie.
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Consigue un temporizador. Necesitas algo con el que controlar el tiempo. Para esto, puedes utilizar un cronómetro o una aplicación con temporizador en un Smartphone o tableta.
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Inicia el temporizador.
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Comienza a contar el número de rotaciones que hace el brazo o el aspa que marcaste. Asegúrate de contar solo cuando el brazo o aspa marcada vuelva a su posición inicial.
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Deja de contar cuando haya transcurrido 1 minuto. Esta será la cantidad de revoluciones por minuto (o rpm) que tiene el objeto.
- En lugar de dejar de contar al cabo de 1 minuto, tal vez quieras contar durante 2 o 3 y luego dividir la cuenta entre la cantidad de minutos para obtener las rpm en caso de que el objeto gire lentamente. Esto te ayudará a evitar calcular una rotación parcial si el objeto no vuelve a su posición original al cabo de 1 minuto.
- Si el objeto gira rápidamente, tal vez quieras contar durante solo 14 segundos y luego multiplicar el resultado por 4 para obtener las rpm. [2] X Fuente de investigación
- Puedes relacionar las rpm de un objeto que gira gracias al viento con la velocidad del viento real al hallar primero la circunferencia recorrida por uno de los brazos del objeto en una rotación. Luego, convierte esta distancia a kilómetros o millas y multiplica el resultado por las rpm para determinar la distancia que giró el objeto en 1 minuto. Multiplica este resultado por 60 para determinar la distancia recorrida en 1 hora y tendrás la velocidad del viento [3] X Fuente confiable Science Buddies Ir a la fuente .
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Método 2
Método 2 de 3:
Hallar las relaciones de transmisión de las revoluciones por minuto
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Cuenta el número de dientes que tiene el engranaje impulsor. El engranaje impulsor es aquel que está conectado a un motor o a otra fuente de energía, por lo general a través de un eje. El índice de rotación del engranaje impulsor es desconocido.
- Para este ejemplo, asumiremos que el engranaje impulsor tiene 80 dientes y un índice de rotación de 100 rpm.
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Cuenta el número de dientes que tiene el engranaje impulsado. El engranaje impulsado es aquel cuyos dientes encajan con los del engranaje impulsor. Los dientes del engranaje impulsor empujan a los del engranaje impulsado, lo que hace que este gire por completo. Este es el engranaje cuyo índice de rotación trataremos de hallar.
- Para este ejemplo, tendremos dos engranajes impulsados de diferente tamaño, uno que es más pequeño que el engranaje impulsor y otro que es más grande que él.
- El engranaje impulsado más pequeño tendrá menos dientes que el engranaje impulsor. En este ejemplo, tendrá 20 dientes.
- El engranaje impulsado más grande tendrá más dientes que el engranaje impulsor. En este ejemplo, tendrá 160 dientes.
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Halla la relación del engranaje impulsor y el engranaje impulsado. Para hallar la relación de ambos engranajes, divide el número de dientes en un engranaje por el número de dientes en el otro. Si bien la forma correcta siempre es dividir el número de dientes del engranaje impulsor entre los del engranaje impulsado o viceversa, dividiremos el número más grande entre el más pequeño.
- En nuestro engranaje impulsado que tiene 20 dientes, dividiremos la cantidad de dientes que tiene el engranaje impulsor, 80, entre 20 para obtener 80 / 20 = 4.
- En nuestro engranaje impulsado de 160 dientes, dividiremos dicho número entre la cantidad de dientes que tiene el engranaje impulsor, 80, para obtener 160 / 80 = 2.
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Calcula las rpm del engranaje impulsado. La manera en la que realicemos este cálculo dependerá de si el engranaje impulsado es más pequeño o más grande que el engranaje impulsor.
- Si el engranaje impulsado es más pequeño que el engranaje impulsor, multiplicaremos el resultado de la relación entre el engranaje impulsor y el impulsado por las rpm del primero. En el caso de nuestro engranaje impulsado más pequeño con 20 dientes, multiplicaremos las rpm del engranaje impulsor, 100, por 4, el resultado del paso anterior, a fin de obtener 100 x 4 = 400 rpm para el engranaje impulsado.
- Si el engranaje impulsado es más grande que el engranaje impulsor, dividiremos el resultado de la relación entre el engranaje impulsado e impulsor entre las rpm del segundo. En el caso de nuestro engranaje impulsado más grande con 160 dientes, dividiremos las rpm del engranaje impulsor, 100, por 2, el resultado del paso anterior, a fin de obtener 100 / 2 = 50 rpm para el engranaje impulsado. [4] X Fuente de investigación
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Determina la velocidad de salida de la bala. La velocidad de salida es la velocidad a la que la bala viaja a través del cañón de la pistola al momento del disparo. Generalmente se mide en pies por segundo (fps, ft/s) o en metros por segundo (m/s).
- Para este ejemplo, asumiremos una velocidad de salida de 609,6 m/s (2000 fps).
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Determina el índice de torsión que el cañón imparte. El interior de los cañones de las armas cuenta con ranuras en espiral (o ánima rayada) que hacen que la bala gire. Este giro ayuda a estabilizar el vuelo de la bala a medida que sale de la salida del cañón y acelera hacia su objetivo. El índice de torsión se especifica como una relación de 1 giro a una longitud en milímetros o pulgadas. [5] X Fuente de investigación
- Para este ejemplo, asumiremos un índice de torsión de 1:254 mm (1:10 pulgadas).
- Mientras menor sea el índice de torsión, mayor será el giro que el ánima rayada imparta en la bala en el interior del cañón. Un giro excesivo puede hacer que la bala estalle o pierda su precisión en disparos a corto alcance. [6] X Fuente de investigación
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Convierte la velocidad de salida en la misma unidad por segundo como la unidad del índice de torsión. La manera en la que la conviertas dependerá de si trabajas con unidades del sistema métrico o con pies y pulgadas. [7] X Fuente de investigación
- Si el índice de torsión se da como 1 por una longitud en pulgadas y la velocidad se da en pies por segundo, deberás multiplicar la velocidad de salida por 12 para convertirla a pulgadas por segundo.
- En nuestro ejemplo de la velocidad de salida de 2000 pies por segundo, multiplicarla por 12 da como resultado: 2000 x 12 = 24,000 pulgadas por segundo.
- Si el índice de torsión se da como 1 por una longitud en milímetros y la velocidad de salida se da en metros por segundo (m/s), deberás multiplicar la velocidad de salida por 1000 para convertirla a milímetros por segundo (mm/s).
- Para la medida métrica de 609,6 m/s, multiplicarla por 1000 dará como resultado: 609,6 x 1000 = 609,600 mm/s.
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Divide el resultado por la longitud del índice de torsión. Esto te dará la rotación expresada en revoluciones por segundo. [8] X Fuente de investigación
- Dividir la velocidad de salida de 24,000 pulgadas por segundo por la longitud de 10 pulgadas dará como resultado: 24,000 / 10 = 2400 revoluciones por segundo.
- Dividir la velocidad de salida de 609,600 mm/s por la longitud de 254 mm dará como resultado: 609,600 / 254 = 2400 revoluciones por segundo. Como es de esperar, los resultados son los mismos independientemente de que uses pies y pulgadas o las medidas equivalentes en unidades métricas.
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Multiplica por 60. Un minuto tiene 60 segundos, así que la bala realizará 60 veces más rotaciones en un minuto de las que hace en un segundo. [9] X Fuente de investigación
- Multiplicar 2400 revoluciones por segundo por 60 dará como resultado: 2400 x 60 = 144,000 rpm.
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Consejos
- Podrías ver las revoluciones por minuto abreviadas de formas distintas según su uso. Algunas organizaciones de normas de ingeniería prefieren utilizar “r/min” para ser más consistentes con los otros emparejamientos entre distancia y tiempo. También podrías encontrar versiones en otros idiomas, como por ejemplo en francés: “tr/mn” para “tours par minute”, o en alemán: “U/min” para “Umdrehungen por Minute”. [10] X Fuente de investigación
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Advertencias
- Ten en cuenta que los métodos de observación directa y del cálculo de rpm de una bala no toman en cuenta la fricción. [11] X Fuente confiable Science Buddies Ir a la fuente [12] X Fuente de investigación
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Cosas que necesitarás
- Anemómetro, turbina de viento o ventilador (para la observación directa)
- Temporizador (para la observación directa)
- Pintura o hilo de color (para la observación directa a fin de marcar el brazo o aspa que se mira)
Referencias
- ↑ http://bulletin.accurateshooter.com/2008/06/calculating-bullet-rpm-spin-rates-and-stability/
- ↑ http://www.scientificamerican.com/article/bring-science-home-wind-speed/
- ↑ http://www.sciencebuddies.org/science-fair-projects/Classroom_Activity_Teacher_WindMeters.shtml
- ↑ http://www.technologystudent.com/gears1/gears6.htm
- ↑ http://en.wikipedia.org/wiki/Rifling
- ↑ http://bulletin.accurateshooter.com/2008/06/calculating-bullet-rpm-spin-rates-and-stability/
- ↑ http://bulletin.accurateshooter.com/2008/06/calculating-bullet-rpm-spin-rates-and-stability/
- ↑ http://bulletin.accurateshooter.com/2008/06/calculating-bullet-rpm-spin-rates-and-stability/
- ↑ http://bulletin.accurateshooter.com/2008/06/calculating-bullet-rpm-spin-rates-and-stability/
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