GRUPO NO. 3Gustavo PeñafielSegundo PaucarSandro ZumárragaManuel VallejoMarco YanguicelaRodrigo LeónFausto YépezJuan Villegas

MEDIOS, RECURSOS Y MATERIALES DE FÍSICA

OBJETIVO: Construir y utilizar un anemómetro casero

para medir la velocidad del viento

ANEMÓMETRO CASERO

El viento es el movimiento horizontal del aire. El instrumento que se usa para determinar la velocidad del viento se llama ANEMÓMETRO, que es un dispositivo que gira a la misma velocidad con el viento, proporcionando una medida directa de esta velocidad.La escala para la medición se denomina escala de Beaufort con base en claves visuales que van con escala desde 0 a 12

INTRODUCCIÓN

MATERIALES

Un disco duro de un ordenador que ya no sirva (para aprovechar el rotor)

Dos CDs que no sirvan Tres topes de puerta de plástico de

forma semi circular. Un tubo que será de cuerpo,

diámetro 1,5 cms Un contador Un cronómetro Un velocímetro de bicicleta

PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL

Antes que nada cogemos el disco duro y lo "desprecintamos". Sacamos la tira metálica que hay alrededor y debajo del rotor del disco. Después sacamos todos los tornillos que encontramos que pueden ser de estrella o bien torx (estrella de 6 puntas).

Una vez ya lo tenemos abierto, podemos ver la superficie de espejo que tiene el disco duro. Acabamos de sacar los 3 tornillos que sujetan el disco y le damos la vuelta. Ahora sólo queda el rotor y el cuerpo del disco. Con un martillo y con algún objeto puntiagudo (por ejemplo, un clavo de encofrador) damos un golpe seco y fuerte para hacer saltar el rotor.

CONSTRUCCIÓN DEL EQUIPO

Pues bien, ahora que ya tenemos el rotor fuera, podemos ver en su parte interior (tal y como se ve en la próxima fotografía) el bobinado y el imán que lo rodea.

Con mucha paciencia sacamos el bobinado y todo el imán. Esto nos permite que el rotor gire libremente sin el menor asomo de fricción.

Ahora que ya tenemos el rotor limpio, medimos el diámetro exterior del eje (en este caso da 1,5 cm) y vamos a un herrero a buscar un tubo de acero galvanizado que tenga este diámetro interno. El tubo que cogí medía unos 25 cm de largo. Se hace un corte en diagonal de 45º a unos 7 cm y lo soldamos perpendicularmente a éste. Entonces soldamos una varilla a 1 cm de la boca de dónde ha de ir el rotor (este trozo servirá para poder acoplar el sensor de lectura del velocímetro). Después lo pulimos con papel de lija y con spray de pintura blanca lo pintamos. No tengamos prisa, es mejor dar pases suaves y cuando esté seco repetir, que querer que quede perfecto a la primera. Ahora ya tenemos el cuerpo del anemómetro.

Vamos ahora a preparar el soporte. Cogemos un CD, lo ponemos sobre el rotor y marcamos dónde tienen que ir los agujeros para poder sujetar bien el conjunto. Con una barrena (berbiquí) se hacen los agujeros que coinciden con los tornillos que tiene el rotor. Tenemos que ir con mucho cuidado, puesto que los agujeros son muy próximos del centro y debemos vigilar que no se nos rompa el CD o que el plástico se deforme. Después escogemos un agujero y trazamos una raya en línea recta que vaya a buscar la esquina opuesta del CD pasando por medio. Seguidamente repetimos esta operación con los dos agujeros que nos quedan (así queda dividido en 3 partes iguales de 120º cada una). En estas líneas tenemos que alinear los topes de puerta.

Podríamos dejar el CD entero, pero podría dar errores de cálculo puesto que el propio CD, si no lo pusiéramos bien horizontal, podría frenar el viento (como muestra la siguiente fotografía).

Por lo tanto lo presentamos, con los topes de puerta y marcamos bien el grueso que debemos dejar para hacer la forma de hélice dónde quedarán sujetos los topes. Después cortamos (con unas tijeras fuertes, por ejemplo, de cocina) siguiendo estas líneas, desde la parte de fuera hacia adentro, dejando una redonda de unos 2,5 cms al centro, tal y como se observa en la fotografía de más abajo. Si lo hiciéramos de forma ajustada cómo está en la fotografía de la izquierda, es demasiado frágil. Una vez está hecha la plantilla, se puede sacar la lámina dónde se guarda la información, y quedará tal y como se muestra en la fotografía de la derecha.

Esta misma operación la podemos realizar en un segundo CD y los podemos pegar con pegamento tipo "Super Glue". Nos quedará un soporte más consistente. Debemos pensar en hacer unos agujeros más grandes en el de encima ya que los tornillos son demasiados cortos para poder unir el soporte al rotor. En la fotografía de la izquierda se ve el agujero del imán. Y en la foto de la derecha ya está clavado y preparado para ser montado. Está pintado de blanco únicamente por estética (al pegarlo con el pegamento queda "feo", queda "empañado")

Fijaremos el sensor en la barra de arriba. Procuraremos que la separación entre el imán y el sensor de velocidad sea de unos 5 mm máximo. Finalmente hemos colocado el eje del rotor dentro el tubo (encaja perfectamente) y los hemos pegado con pegamento "Super Glue". A la derecha, primera toma de contacto con el aparato.

PROCEDIMIENTO DE USO

1. Organizar grupos pequeños con adopción de los siguientes papeles:

Un cronometrador responsable de medir un minuto para cada prueba

Un contador para determinar el número de vueltas Un portador del anemómetro

2. Sostener el anemómetro en un lugar donde el viento tenga acceso completo en todas direcciones

3. Realizar el proceso cuando el cronometrador diga “ahora”

4. Repetir los pasos anteriores cuatro veces

PROCEDIMIENTO DEL USO

Determinar la velocidad del viento con la siguiente comparación:

10 vueltas por minuto equivale a 2 km/h con el velocímetro

Pueden multiplicar el número de vueltas por 60 para averiguar en una hora.

Utilizar la escala de Beaufort para determinar predicciones de velocidad de viento

RESULTADOS

Fuerza Beaufort

Velocidad del Viento (KmPH)

Velocidad del Viento

(MPH) Indicadores

T�rminos Usados en las

Predicciones del NWS

0 0-2 0-1 Calma; el humo sube verticalmente. Calma

1 2-5 1-3 La direcci�n se puede apreciar por la direcci�n del humo, pero no por medio de veletas.

Ventolina

2 6-12 4-7

El viento se siente en el rostro, las hojas se mueven ligeramente; las veletas ordinarias se mueven con el viento.

Ligero

3 13-20 8-12 Las hojas y las ramas delgadas se mueven constantemente; el viento extiende las banderas ligeras.

Suave

4 21-29 13-18 Levanta polvo y papeles sueltos; las ramas peque�as se mueven. Moderado

5 30-39 19-24 Los �rboles peque�os empiezan a balancearse; en los lagos peque�os se observan olas con crestas.

Fresco

6 40-50 25-31 Se mueven las ramas grandes; los cables telef�nicos silban; es dif�cil usar sombrillas.

Fuerte

7 51-61 32-38 Los �rboles enteros se mueven; es inc�modo caminar contra el viento. Muy fuerte

8 62-74 39-46 Se rompen las ramas de los �rboles; generalmente no se puede avanzar. Ventarr�n

9 75-87 47-54 Da�os estructurales ligeros. Ventarr�n Fuerte

10 88-101 55-63

Pocas veces se siente en tierra firme; los �rboles son arrancados de ra�z; ocurren da�os estructurales considerables.

Temporal

11 102-116 64-72 Casi nunca sucede en tierra firme; acompa�ado de da�os graves generalizados.

Borrasca

12 117 o m�s 73 o m�s Casi nunca sucede; acompa�ado de devastaci�n. Hurac�n

Intervalo de Tiempo Número de Vueltas

1. 2. 3. 4.

TOMA DE DATOS

https://www.youtube.com/watch?v=_Ik6oemlIOw

VIDEO

1. Para qué sirve el anemómetro ?2. Cómo se clasificaría a los vientos por su

velocidad ?3. Que utilidad práctica tendría un

anemómetro?4. Consideras que la velocidad del viento

podría ser utilizada por el ser humano5. Pueden causar perjuicios la velocidad del

viento.

CUESTIONARIO

GRACIAS