Determinación de las medidas de velocidad angular y aceleración angular en el movimiento rotacional para hélices
Victor Julian Gutierrez Cardona
Juan Guillermo Restrepo Pineda
Objetivo
Construir un sistema que permita medir la velocidad angular de una hélice en movimiento
Dispositivo electrónico basado en una placa Arduino con sensores infrarrojos
Descripción
Motivación
Evidenciar y medir el movimiento rotacional usando las técnicas, conceptos y herramientas disponibles
Nuestro proyecto se divide en
\omega = 2 \pi f
ω=2πf
\omega = 2 \pi / T
ω=2π/T
\alpha = \Delta\omega/\Delta t
α=Δω/Δt
f = n/T
f=n/T
f: \text{Frecuencia}
f:Frecuencia
n: \text{Repeticiones}
n:Repeticiones
T: \text{Periodo}
T:Periodo
\omega: \text{Velocidad angular}
ω:Velocidad angular
\Delta \omega: \text{Variación de la velocidad angular}
Δω:Variacioˊn de la velocidad angular
\alpha: \text{Aceleración angular}
α:Aceleracioˊn angular
\Delta t: \text{Rango de tiempo}
Δt:Rango de tiempo
Consideraciones físicas
Primer montaje
Materiales
Fuente de energía
Protoboard
Resistencias
Cables
Emisor y receptor infrarrojo
Motor
Hélices
Placa Arduino
PC
Cable para conexión con el PC
Cinta
Programa en Arduino IDE
Mediante nuestro dispositivo medimos de forma directa las interrupciones por segundo con el fin de calcular la frecuencia
Promedio de interrupciones por segundo
Medida directa
Número de interrupciones por segundo
Consideraciones
Tamaño de la hélice
Tamaño del aspa
Voltaje y Corriente
Montaje de comprobación
Materiales
Fuente de energía variable
Cables
Fotocompuerta
Soporte
Dispositivo Arduino
Cable para conexión con el PC
Celular con el programa necesario para capturar los datos del dispositivo via Bluetooth y almacenarlos en archivos editables
Este dispositivo mide el tiempo de oscuridad o tiempo durante el cual el haz de luz de la compuerta es cubierto por la hélice
Promedio de
tiempo de oscuridad
Medida directa
Tiempo
de
Oscuridad
Consideraciones
Tamaño de la hélice
Tamaño del aspa
Voltaje y Corriente
Comparativa de resultados
Interrupciones por segundo
Tiempo de oscuridad
Conclusiones
- Los resultados obtenidos con ambos montajes tanto para velocidad como para aceleración son muy cercanos
- Se evidencia experimentalmente las diferencias entre las diferentes hélices, donde el disco de aspa amplia fue la hélice más "problematica"
- Aspas mas delgadas = mayor precisión en las medidas
- Menor velocidad = mayor precisión en las medidas
Determinación de las medidas de velocidad angular y aceleración angular en el movimiento rotacional para hélices Victor Julian Gutierrez Cardona Juan Guillermo Restrepo Pineda