Содержание
- Колеса движителей
- Колеса лопаты на водной основе
- Отраженная вода
- Историческое Использование
- Современное использование
Третий закон Ньютона гласит, что на каждое действие существует равная и противоположная реакция. Если вы прикладываете силу к объекту, он будет оказывать равную силу по величине и противоположно вам. Когда вода попадает на гребное колесо, вводятся две силы: вода толкает лезвие или ведро колеса, а колесо, в свою очередь, толкает воду. В этой системе и колесо, и вода перемещаются, заставляя колесо вращаться.
Колеса движителей
Как и энергия, кинетическая сила сохраняется во всех системах. Рассмотрим гребное колесо, подобное тому, которое использовалось для вождения лодки. Мотор перемещает колесо, а лопасти движутся по воде, толкая ее. Когда лезвие приводится в движение, изменение кинетической силы воды должно быть уравновешено динамическим изменением всего сосуда, так что величина общей кинетической силы сохраняется.
Колеса лопаты на водной основе
В другом случае колесо может быть соединено с машиной и приводится в движение источником проточной воды. Это касается гидроагрегатов и водяных мельниц. В этой ситуации вода движется быстро, но ударяется о лопасти и останавливается или сжимается. Это изменение в динамике и уравновешивается вращением колеса. Чем быстрее движется вода, и чем больше доступная площадь поверхности для ее толкания, тем быстрее она будет вращаться.
Отраженная вода
Существует тип гребного колеса, в котором используются лопасти, которые имеют точную форму, чтобы отражать как можно больше воды. Вода ударяется о часть клинка, которая определенным образом изогнута, так что она движется вверх и назад в направлении, куда она попала, над поверхностью. Эти колеса намного более эффективны, потому что изменение кинетической силы больше, если вода отражается (движется в направлении, противоположном тому, которое было изначально), а не замедляется.
Историческое Использование
Водяные колеса использовались в древности для измельчения зерна и были первыми примерами машин, которые использовали естественную механическую энергию. На протяжении всей истории люди использовали водяные колеса для питания простых машин, таких как мельницы и прессы. В частности, лопастные колеса были полезны при низком уровне орошения для поднятия воды на полях.
Современное использование
Хотя паровые катера и гидравлические колеса были заменены турбинами, лопастные колеса все еще используются. В некоторых местах раскопок эти колеса с электроприводом используются для подъема мусора. Они особенно полезны для поднятия почвы и песка. Они также используются в некоторых небольших гидроэлектрических генераторах для производства зеленой энергии, хотя в более крупных операциях используются турбины.
