• 締切済み

コマの回転数の測り方

回転してるコマの角速度を知る方法の簡単な原理(理論式等)を教えてください。

みんなの回答

  • funflier
  • ベストアンサー率80% (375/467)
回答No.3

原理は既に出ていますが、実際の製品例をご紹介します。これらは ラジコン飛行機・ヘリのプロペラ・ローター回転の計測に使われます。 どちらも光学式で非接触です。 一つは単位時間当たりの明滅の回数をカウントするもので、プロペラ用です。 http://www.sekido-rc.com/?pid=45070435 プロペラブレードが横切ると、2枚(2葉)のプロペラなら1回転すると 2回透過する光が遮られます。これを分当りに換算してrpm表示します。 この回転計は屋内電灯光の下では50Hz地域なら 50回x60秒=3000rpmを 表示します。これを使って、コマの横でも上でも明暗がはっきりした 部分を作り、明滅しない電灯光か太陽光で反射光を計測出来れば回転 計測可能です。 もう一つはラジコンヘリコプターのローター用回転計で、 http://www.rcnavi.com/cgi-bin/item.cgi?item_id=KYO8002 http://ks.jp.org/maruhi/tacho/index.html 発光するストロボスコープと同原理(歴史的にはスリットを使う こちらの方が先にストロボスコープと呼ばれたそうですが。)で、 http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%82%B9%E3%83%88%E3%83%AD%E3%83%9C%E3%82%B9%E3%82%B3%E3%83%BC%E3%83%97   スリットを持つ円盤が目の前で回転し、この回転円盤速度を加減 してローターが停止して見えるところを探します。暗い環境で ストロボを当てるのは、日中太陽光で飛行するヘリコプターには 使えないのでこの方法を取ります。これも明暗を作ったコマでも 同様に計測可能です。 実際には、これらの製品では数千~数万rpmで回るプロペラ・ローターの 実用回転域しか計れないので、コマのような低回転にそのまま適用できない とは思います。あくまで原理的なことです。 他に機体につけるエンジン回転計測・ガバナー用の磁石式の非接触 センサーでこの磁石通過の回数カウントを行う方法がありますが、 http://www.jrpropo.co.jp/jpn/products/propo/details.php?hen=03431&db_flg=jp_db1 これは対象物に磁石を埋め込む必要があり、回転する物体の質量が 変わってしまうのと、非接触ながらセンサーはミリ単位の一定距離を 保たなくてはならないので動き回るコマには適用出来ないとは思います。

  • tpg0
  • ベストアンサー率31% (3785/11964)
回答No.2

こんにちは。 非接触式の「タコメーター」を利用すると独楽(コマ)の回転数は瞬時に測れます。 接触式のタコメーターでは、独楽に機械的な負荷を掛けてしまいますが、独楽の外周部の一部に薄く軽いアルミ箔テープを小さく貼り、タコメーターのLED発光をアルミ箔に反射させてタコメーター内蔵のフォトトランジスターで回転数を読み取れば、独楽に物理的な負荷を全く掛けることなく瞬時にRPM値が表示されます。

  • ORUKA1951
  • ベストアンサー率45% (5062/11036)
回答No.1

ストロボスコープを使うと良いです。 西日本なら60Hz、東日本なら50Hzの蛍光灯などのフリッカーを利用すると簡便でしょう。

yujikouketsu
質問者

補足

ストロボスコープを使うとして、どう測定したらいいですか?

関連するQ&A

  • 回転しているコマの回転数を測定するにはどのような方法が考えられますか?

    回転しているコマの回転数を測定するにはどのような方法が考えられますか?

  • コマの運動について

    コマの衝突についての質問です。高校物理では物体Aと物体Bが衝突する場合、物体自身は直線運動しています。、しかし、コマ同士が衝突する場合、コマの回転による効果を衝突時に考慮しなければならないと思います。 そこで、例えば、「滑らかなかな床でのコマの衝突を考える。コマAとコマBの質量をそれぞれm1m2, 回転の角速度をそれぞれω1ω2、 衝突時の速度をそれぞれv1,v2とする。ただし、コマの表面の材質は同じで、コマの表面(衝突する部分)の動摩擦係数をμ'とする。また、コマの質量の違いはコマの内部の材質によるものとする。」のようなモデルを考えた場合どのように考えればよいと思いますか?定義した記号以外に必要な物理量があれば、自由に定義してもらってもかまいません。 さらに、「右回転同士での衝突と右回転と左回転の衝突の違い」についても考察していただけるとありがたいです

  • 子供にコマのことで聞かれて困っています。

    子供がお菓子の缶の上でコマをまわして遊んでいて聞かれたんです。なんで缶がブルブル震えてるのと・・・答えられませんでした。教えてください。なんでコマは横回転なのに缶は縦方向に振動するのでしょう?詳しい原理まで教えていただけたら幸いです

  • 回転するコマの重心

    コマを台の上に置くと、重心がより低くなるような状態で静止します。コマを回転させると、逆に重心がより高くなるような状態になります。回転させると重心が高い位置にくる理由を教えてください。

  • コマが回っていると倒れない理由を教えてください

    遠心力は働くけど、相対関係から見たら停止しているようなコマはどうなるのでしょうか。 次の場合はどうなるのかを知りたいです。 ・回転をするアナログレコード盤のようなものの回転の真の上で同回転速度でコマを逆回ししたとき ・自転軸上で巨大コマを軸上に置き、地球の自転と逆回転させたとき

  • コマの回転振動

    コマをブリキの箱の上で回した時、コマは横回転なのに、板に振動が伝わり縦振動します。なぜでしょうか?ぜひ、教えてください。

  • コマが回転中にころばない理由

    コマの運動は歳差運動と言われますが、ころばないのはなぜでしょうか。数式で説明するとどうなるでしょうか。ころばなくても首振りのようなことはあるので、転んでない状態はいろいろあるので不等式で状態が表され、それが成立するので転ばない、というようになるのかなと思いますが。言葉で説明するとどうでしょうか。コマの接地点と重心によって転倒モーメントが出ますが、それよりも回転による修正モーメントが大きいので倒れないというようなことでしょうか。 よろしくお願いします。

  • 回転しているコマと生きている生物との類似性

    コマが回っている状態と生物が生きていることとは物理学的にはどこか似たところがありますか.回転が遅くなってついには倒れてしまったコマはどこか生物の死骸のような感じがするのですが、エントロピーなども関係するのでしょうか,是非教えてください.

  • なぜ、コマは止まる前、一瞬逆回転するの?

    先日、子供とコマで遊んでいたら、コマが止まる前に、なぜか逆回転するのを見て、子供に「なぜ、逆回転してから止まるの?」って聞かれたけれど、答えられなかった。 コマは当然、止まる前に倒れる、それまでは軸で立って回っていたが倒れる瞬間、円錐状の部分で 地面を擦ってしまうので、その反動で逆回転するのかと思ったのですが確証がありません。 どなたか、正しい説明を子供にでも分かる内容で教えていただきたいのです。

  • 回転数と回転板の関係について

    これまでに回転板には糸が巻かれており,これが上げ下げし、いま糸を巻きとるときの内容です。 1辺の巻き上げ速度は中心から求めたい辺の角までの距離が影響することはわかりました。 以前質問させていただきました。 本当なら質問させていただきたい回答者がいるのですが、お礼も兼ねて返答してしまい、その後の質問のやり方がわからずもう一度そのときの回答者の内容を下記に記して質問させていただきます。 (前回の回答者さんすみません) 50回転、60回転、65回転、70回転、75回転、80回転を設定したときの回転板が一回転するときの 8辺それぞれに糸を通過するときの経過時間を教えてください。 できれば計算式も入れてお願いします。 V = 2πrK [m/min] で求めます. V:速度 [m/min] π:円周率,π=3.14159 r:回転半径[m],ドラムの中心から糸が巻き取られる位置までの距離. K:回転数[rpm],一分間に回転する回数. まず,辺 B,C の角(カド)とドラム中心との距離を計算しました.これは,辺の角に於ける速度を計算するために必要です. 《計算結果1》辺 C(0.0729m)の角(カド)とドラム中心との距離は,0.2625[m]です. 《計算結果2》辺 B(0.0985m)の角(カド)とドラム中心との距離は,0.1760[m]です. この《計算結果2》の数値 0.1760[m] は,図に書かれている b の距離:0.17673[m] と0.00073[m](0.73ミリ)の差しかなく,殆ど一致しますので,0.17673[m] は,辺 B の角までの寸法と解釈できます. ● 計算: 50[rpm]の場合. ★(計算1)辺 C の角(カド)が糸を巻き取る速度(この速度で糸が走る). V = 2πrK = 2×3.14159×0.2625×50 = 82.467[m/min]. つまり,辺 C の角では,糸が一分間に 82.467メートル移動するわけてす. ★(計算2)辺 B の角(カド)が糸を巻き取る速度(この速度で糸が走る). V = 2πrK = 2×3.14159×0.17673×50 = 55.521[m/min]. つまり,辺 B の角では,糸が一分間に 55.521メートル移動するわけてす. ● 辺 A→B→A→C→A→B→A→C を通過するときの糸の速度. 50[rpm]の場合の巻き取り経過. 辺 A は,糸を引っ張りません.辺 A の上に糸が巻き取られてゆくだけです. ドラムは,右回転(時計の針が進む方向)と考えておきます. 50[rpm]の場合,ドラムが1回転する時間のは,1.2秒です. ★ 巻き取り経過(50[rpm]の場合) ▼〔1〕: 0秒. 辺 C の右角が真上(時計の針が12時を指す位置)にあり,糸を毎分 82.467[m]の速度で巻き取っている瞬間. ▼〔2〕: 0.05秒後. 辺 C の左角が真上(時計の針が12時を指す位置)にあり,糸を毎分 82.467[m]の速度で巻き取り続けている瞬間. ▼〔3〕: 0.27秒後(0.05秒+0.22秒). 辺 A に糸が巻き取られ,辺 B の右角が真上の位置に来て,糸を毎分 55.521[m]の速度で巻き取り始める.0.05秒後から,0.27秒後の間に,速度は,82.467[m/min]から,55.521[m/min]へ減速される. ▼〔4〕: 0.38秒後(0.05秒+0.22秒+0.11秒). 辺 B の左角が真上に来て,糸を毎分 55.521[m]の速度で巻き取り続けている. ▼〔5〕: 0.60秒後(0.05秒+0.22秒+0.11秒+0.22秒). 辺 A に糸が巻き取られ,辺 C の右角が真上の位置に来て,糸を毎分 82.467[m]の速度で巻き取り始める.0.38秒後から,0.60秒後の間に,速度は,55.521[m/min]から,82.467[m/min]へと加速される. ▼〔6〕:〔1〕〔2〕〔3〕〔4〕〔5〕を繰り返す. 以上が,糸(ワイヤ)の速度変化の経過です. ■ 回転数が 60rpm,65rpm,70rpm,75rpm,80rpm の場合は,上記の数値に, 速度 V には, 60rpmの場合:1.2(=60/50) 65rpmの場合:1.3(=65/50) 70rpmの場合:1.4(=70/50) 75rpmの場合:1.5(=75/50) 80rpmの場合:1.6(=80/50) を乗じます.例えば,80rpmの場合は,辺 C の角(カド)が糸を巻き取る速度は 131.947[m/min] ( 82.467×1.6=131.947)となります. 〔5〕の 0.60秒後 などの時間は,上記数値で割ります. 例えば,80rpmの場合は,0.60秒後が,0.375秒後 になります.