Innhold
- Hjul av fremdriftsblad
- Vanndrevne Spadehjul
- Reflektert vann
- Historiske bruksområder
- Moderne bruksområder
Newtons tredje lov sier at for hver handling er det en lik og motsatt reaksjon. Hvis du utøver en kraft på et objekt, vil det utøve en lik kraft i størrelse og motsatt mot deg. Når vann treffer et padlehjul, innføres to krefter: vann presser mot bladet eller bøtte på hjulet og hjulet presser i sin tur vannet. I dette systemet er både hjulet og vannet forskjøvet, og hjulet dreier.
Hjul av fremdriftsblad
Som energi blir den kinetiske kraften bevart i alle systemer. Vurder et padlehjul som den som pleide å kjøre en båt. Motoren beveger hjulet og bladene beveger seg gjennom vannet, skyver det. Når bladet drives, må forandringen i vannets kinetiske kraft motvirkes av en dynamisk forandring av hele fartøyet, slik at mengden av total kinetisk kraft blir konservert.
Vanndrevne Spadehjul
I et annet program kan hjulet kobles til en maskin og drives av en kilde til rennende vann. Dette er tilfelle av vannkraftverk og vanndrevne møller. I denne situasjonen beveger vannet seg raskt, men treffer bladene og stopper eller krymper. Dette er en endring i dynamikken og balanseres av hjulets rotasjon. Jo raskere vannet er i bevegelse, og jo større tilgjengelig overflateområde for å skyve det, jo raskere vil det rotere.
Reflektert vann
Det er en type padlehjul som bruker blader som er nøyaktig formet for å reflektere så mye vann som mulig. Vannet treffer en del av bladet, som er buet på en bestemt måte slik at den løper opp og tilbake i retningen den kom over overflaten. Hjulene er mye mer effektive fordi endringen i kinetisk kraft er større hvis vannet reflekteres (beveger seg i motsatt retning fra den det var i utgangspunktet) i stedet for retardert.
Historiske bruksområder
Vannhjul ble brukt i antikken til å male korn og var de første eksemplene på maskiner som brukte naturlig mekanisk energi. Folk har brukt vannhjul gjennom historien for å drive enkle maskiner som møller og presser. Padlehjulene var spesielt nyttige i lavt nivå vanning for å heve vann i feltene.
Moderne bruksområder
Selv om dampbåter og hydrauliske hjul er blitt erstattet med turbiner, er bladene fortsatt i bruk. Noen utgravningssteder bruker disse motordrevne hjulene til å løfte rusk. De er spesielt nyttige for å øke jord og sand. De brukes også i enkelte små vannkraftverk til å produsere grønn energi, selv om større operasjoner bruker turbiner.
