Indhold
- Hjul af fremdrivningsklinger
- Vanddrevne spadehjul
- Reflekteret vand
- Historiske anvendelser
- Moderne anvendelser
Newtons tredje lov siger, at for hver handling er der en lige og modsat reaktion. Hvis du udøver en kraft på et objekt, vil den udøve en lige kraft i størrelse og modsat over for dig. Når vand rammer et skovlhjul, introduceres to kræfter: vand skubber mod kniv eller skovl på hjulet, og hjulet skubber igen vandet. I dette system forskydes både hjulet og vandet, hvilket får hjulet til at dreje.
Hjul af fremdrivningsklinger
Som energi bliver den kinetiske kraft bevaret i alle systemer. Overvej et padlehjul som det, der bruges til at køre en båd. Motoren bevæger hjulet og bladene bevæger sig gennem vandet og skubber det. Når bladet drives, skal ændringen i vandets kinetiske kraft modvirkes ved en dynamisk ændring af hele fartøjet, så mængden af den samlede kinetiske kraft bevares.
Vanddrevne spadehjul
I en anden applikation kan hjulet tilsluttes en maskine og drives af en kilde til rindende vand. Det drejer sig om vandkraftværker og vanddrevne møller. I denne situation bevæger vandet sig hurtigt, men rammer knivene og stopper eller krymper. Dette er en ændring i dynamikken og afbalanceres af hjulets rotation. Jo hurtigere vandet er i bevægelse, og jo større det tilgængelige overfladeareal er at skubbe det, desto hurtigere vil det rotere.
Reflekteret vand
Der er en slags padlehjul, der bruger blade, der er præcist formet til at afspejle så meget vand som muligt. Vandet rammer en del af bladet, som er buet på en bestemt måde, så den løber op og tilbage i retningen, den kom over overfladen. Disse hjul er meget mere effektive, fordi ændringen i kinetisk kraft er større, hvis vandet reflekteres (bevæger sig i modsat retning fra det oprindeligt) snarere end retarderet.
Historiske anvendelser
Vandhjul blev brugt i antikken til at male korn og var de første eksempler på maskiner, der anvendte naturlig mekanisk energi. Folk har brugt vandhjul gennem historien til at drive simple maskiner som møller og presser. Padlehjulene var specifikt nyttige ved lavvandingsvanding for at hæve vand i markerne.
Moderne anvendelser
Selvom dampbåde og hydrauliske hjul er blevet udskiftet med turbiner, er de bladede hjul stadig i brug. Nogle udgravningssteder bruger disse motordrevne hjul til at løfte rusk. De er særligt nyttige til opdræt af jord og sand. De bruges også i nogle små vandkraftværker til at producere grøn energi, selvom større operationer bruger turbiner.
