Tartalom
- A meghajtó lapátok kerekei
- Vízhajtású lapátkerék
- Tükrözött víz
- Történelmi felhasználások
- Modern felhasználások
Newton harmadik törvénye kimondja, hogy minden cselekvés esetében egyenlő és ellentétes reakció van. Ha erővel gyakorol egy objektumot, akkor egyenlő erőt fog gyakorolni nagyságrendben és ellenkező irányba. Amikor a víz egy lapátkerékbe üt, két erőt vezet be: a víz a kerék pengéjére vagy vödörére tolja, a kerék pedig a vizet tolja. Ebben a rendszerben mind a kerék, mind a víz elmozdulnak, és a kerék elfordul.
A meghajtó lapátok kerekei
Az energiahoz hasonlóan a kinetikai erő minden rendszerben megőrződik. Tekintsünk egy olyan keréktárcsát, mint amilyen egy hajó vezetésére használt. A motor mozgatja a kereket, és a lapátok áthaladnak a vízen, nyomva. A penge hajtásakor a víz kinetikai erejének változását a teljes edény dinamikus változásával kell ellensúlyozni, hogy a teljes kinetikai erő mennyisége megmaradjon.
Vízhajtású lapátkerék
Egy másik alkalmazásban a kerék csatlakoztatható egy géphez, és egy folyóvízforrás vezérelhető. Ez vonatkozik a vízerőművekre és a vízhajtású malmokra. Ebben a helyzetben a víz gyorsan mozog, de eléri a pengéket, és megáll vagy zsugorodik. Ez a dinamika változása, és a kerék forgása által kiegyensúlyozott. Minél gyorsabb a víz mozgása, és minél nagyobb a rendelkezésre álló felület, nyomja meg, annál gyorsabban forog.
Tükrözött víz
Van egyfajta lapátkerék, amely olyan lapátokat használ, amelyek pontosan úgy vannak kialakítva, hogy a lehető legtöbb vizet tükrözzék. A víz a penge egy részébe ütközik, amely egy bizonyos módon ívelt, úgy, hogy felfelé és hátrafelé haladjon a felszín felett. Ezek a kerekek sokkal hatékonyabbak, mert a kinetikai erő változása nagyobb, ha a víz visszaverődik (ellentétes irányban mozog az eredetétől), nem pedig késleltetett.
Történelmi felhasználások
Az ókorban vízgörgőket használtak a szemek őrléséhez, és ezek voltak az első példák a természetes mechanikai energiát használó gépekre. Az emberek a történelem során vízkereket használtak az egyszerű gépek, mint például a malmok és a prések számára. A lapátkerék kifejezetten hasznosak voltak az alacsony szintű öntözésben a víz felemeléséhez.
Modern felhasználások
Bár a gőzhajók és a hidraulikus kerekek turbinákkal lettek kicserélve, a lapátos kerekek még mindig használatban vannak. Egyes ásatási helyek ezeket a motoros kerekeket használják a törmelék emelésére. Különösen hasznosak a talaj és a homok emelésére. Néhány kis vízerőműben is használják őket zöld energia előállítására, bár a nagyobb műveletek turbinákat használnak.
