Как подсчитать частоту вращения

3 методика:Подсчет частоты вращения путем визуального наблюденияПередаточное числоРасчет частоты вращения движущейся пули

Количество оборотов в минуту – это мера скорости вращения предмета. Информация о частоте вращения предмета помогает определить скорость ветра, передаточное число, мощность двигателя, а также скорость вылета и глубину прохождения пули[1]. Существует несколько способов подсчета частоты вращения, в зависимости от того, в каких целях будет использоваться полученное значение. Мы рассмотрим самые простые из них.

Шаги

Метод 1 из 3: Подсчет частоты вращения путем визуального наблюдения

1. 1 Выберите часть вращающегося предмета, за которой удобно следить. Такой способ лучше всего подходит для предметов с длинными рычагами или рукоятками. В качестве примера можно привести анемометр (устройство для измерения скорости ветра) или ветровую турбину. Выберите рукоятку или лопасть и сосредоточьтесь на ней.
   • Можно выделить нужную вам лопасть или рукоятку, например, привязав к ней цветную нить или нанеся полосу краски.
2. 2 Возьмите хронометр. Вам нужно будет засечь время. С этим отлично справится секундомер или хронометр на смартфоне или планшете.
3. 3 Запустите секундомер.
4. 4 Начните считать количество оборотов выделенной вами лопасти или рукоятки. Полный оборот происходит тогда, когда лопасть возвращается в исходное положение.
5. 5 Прекратите подсчет по истечении 1 минуты. Так вы узнаете частоту вращения – количество оборотов предмета в минуту.
   • Можно не прекращать подсчет через 1 минуту, а продолжать 2-3 минуты и потом разделить полученное значение на количество истекших минут (это удобно для медленно вращающихся предметов). Так вы исключите из подсчета частичное вращение, если предмет не успел вернуться в исходное положение к завершению 1 минуты.
   • Если предмет вращается быстро, то можно подсчитать обороты за 15 секунд и потом умножить результат на 4.[2]
   • Можно соотнести частоту вращаемого ветром объекта с фактической скоростью ветра, сначала узнав длину окружности, которую проходит одна из вращающихся лопастей. Затем данную величину нужно преобразовать в мили или километры и умножить на частоту вращения, узнав, таким образом, какое расстояние преодолевает предмет за минуту вращения. Умножив это число на 60, вы определите расстояние, преодолеваемое за 1 час, что и будет скоростью ветра.[3]

Метод 2 из 3: Передаточное число

1. 1 Подсчитайте количество зубьев ведущего колеса. Ведущее зубчатое колесо – это шестеренка, которая соединена с двигателем или другим источником питания посредством оси. Скорость вращения ведущего ЗК обычно известна.
   • В целях данного примера мы допустим, что ЗК имеет 80 зубьев и скорость вращения 100 об/мин.
2. 2 Подсчитайте количество зубьев ведомого колеса. Ведомое ЗК – это шестеренка, зубья которой зацепляются с зубьями ведущего ЗК. Зубья ведущего ЗК толкают зубья ведомого ЗК, что приводит к вращению всей ведомой шестерни. Это именно та шестерня, скорость вращения которой мы будем подсчитывать.
   • В целях данного примера мы возьмем два ведомых ЗК различной величины, одно из которых меньше ведущей шестерни, а второе – больше.
   • Меньшее ведомое ЗК имеет меньше зубьев по сравнению с ведущей шестерней. Количество зубьев меньшей шестерни – 20.
   • Большее ведомое ЗК имеет больше зубьев по сравнению с ведущей шестерней. Количество зубьев большей шестерни – 160.
3. 3 Найдите соотношение ведущей и ведомой шестерни. Чтобы узнать соотношение двух шестерней, вам нужно разделить количество зубьев одной шестерни на количество зубьев другой. Хотя правильным способом будет разделить количество зубьев ведущей шестерни на количество зубьев ведомой шестерни или наоборот, мы разделим большее количество на меньшее.
   • Для меньшей ведомой шестерни мы разделим количество зубьев ведущей шестерни (80) на 20 и получим 80 / 20 = 4.
   • Для большей ведомой шестерни мы разделим количество ее зубьев (160) на количество зубьев ведущей шестерни (80) и получим 160 / 80 = 2.
4. 4 Частота вращения ведомой шестерни. Способ подсчета будет зависеть от размера ведомой шестерни относительно ведущего ЗК.
   • Если ведомая шестерня меньше ведущей, то мы умножаем результат отношения ведущей и ведомой шестерни на частоту вращения ведущего ЗК. Для меньшей шестерни с 20 зубьями мы умножим частоту вращения ведущего ЗК (100) на 4 (см. предыдущий шаг) и получим 100 x 4 = 400 об/мин для ведомой шестерни.
   • Если ведомая шестерня больше ведущей, то мы разделим частоту вращения ведущей шестерни на результат отношения ведомой и ведущей шестерни. Для большей шестерни со 160 зубьями мы разделим частоту вращения ведущей шестерни (100) на 2 (см. предыдущий шаг) и получим 100 / 2 = 50 об/мин для ведомой шестерни.[4]

Метод 3 из 3: Расчет частоты вращения движущейся пули

1. 1 Определите начальную скорость пули. Начальная или дульная скорость – это скорость прохождения пули через оружейный ствол в момент выстрела. Эта величина обычно измеряется в метрах в секунду (м/с).
   • В целях данного примера мы допустим, что начальная скорость составляет 610 м/с.
2. 2 Определите скорость вращения в стволе. Внутри оружейного ствола имеются винтовые канавки или нарезы, которые придают пуле вращение. Вращение помогает стабилизировать полет пули после вылета из ствола и на пути в цели. Скорость вращения указывается как отношение 1 оборота к длине в миллиметрах.[5]
   • В целях данного примера мы допустим, что скорость вращения составляет 1:254 мм.
   • Чем меньше скорость вращения, тем больше вращения будет придаваться пуле нарезом внутри ствола. Слишком высокое вращение может привести к разрыву пули или снижению точности на ближней дистанции.[6]
3. 3 Начальная скорость и скорость вращения должны быть выражены в одинаковых единицах в секунду. Стандартными единицами измерения являются футы и дюймы или метрические единицы длины.[7]
   • Если скорость вращения указана как 1 на длину в дюймах, а начальная скорость указана в футах за секунду, то начальную скорость нужно умножить на 12, чтобы перевести ее в дюймы за секунду.
   • В нашем примере начальная скорость 2000 футов в секунду, умноженная на 12, дает 2000 x 12 = 24000 дюймов в секунду.
   • Если скорость вращения указана как 1 на длину в миллиметрах, а начальная скорость указана в метрах за секунду (м/с), то начальную скорость нужно умножить на 1000, чтобы перевести ее в миллиметры за секунду (мм/с).
   • Метрическое выражение 610 м/с умножаем на 1000 и получаем 610 x 1000 = 610000 мм/с.
4. 4 Разделите полученный результат на длину скорости вращения. Так мы получим вращение, выраженное в оборотах за секунду.[8]
   • Разделив начальную скорость 24000 дюймов в секунду на длину в 10 дюймов мы получим 24000 / 10 = 2400 оборотов в секунду.
   • Разделив начальную скорость 610000 мм/с на длину в 254 мм мы получим 610000 / 254 = 2400 оборотов в секунду (как и ожидалось, результаты получились одинаковыми как для футов с дюймами, так и для эквивалентных выражений в метрических единицах).
5. 5 Умножаем на 60. В минуте 60 секунд, поэтому за минуту пуля сделает в 60 раз больше оборотов, чем за секунду.[9]
   • Умножив 2400 оборотов в секунду на 60 мы получим 2400 x 60 = 144000 об/мин.

Советы

• В разных языках количество оборотов в минуту выражается разными сокращениями. Так, в английском языке это будет «RPM» (revolutions per minute), во французском «tr/mn» (tours par minute), а в немецком «U/min» (Umdrehungen por Minute).[10]

Предупреждения

• Обратите внимание, что при визуальном наблюдении и расчете частоты вращения пули во внимание не принимается трение.[11][12]

Что вам понадобится

• Анемометр, ветровая турбина или вентилятор (для визуальных наблюдений)
• Хронометр (для визуальных наблюдений)
• Краска или цветная нить (для визуальных наблюдений, чтобы отменить одну рукоятку или лопасть)