Περιεχόμενο
Ο τρίτος νόμος του Νεύτωνα δηλώνει ότι για κάθε δράση υπάρχει μια ίση και αντίθετη αντίδραση. Εάν ασκήσετε δύναμη σε ένα αντικείμενο, θα ασκήσει ίση δύναμη σε μέγεθος και αντίθετη προς εσάς. Όταν το νερό χτυπά έναν τροχό, εισάγονται δύο δυνάμεις: το νερό σπρώχνει τη λεπίδα ή τον κάδο του τροχού και ο τροχός, με τη σειρά του, ωθεί το νερό. Σε αυτό το σύστημα, τόσο ο τροχός όσο και το νερό μετατοπίζονται, προκαλώντας την περιστροφή του τροχού.
Τροχοί πτερυγίων πρόωσης
Όπως η ενέργεια, η κινητική δύναμη διατηρείται σε όλα τα συστήματα. Σκεφτείτε έναν τροχό με κουπί όπως αυτός που χρησιμοποιείται για να οδηγήσετε μια βάρκα. Ο κινητήρας κινεί τον τροχό και οι λεπίδες κινούνται μέσα στο νερό, πιέζοντάς το. Καθώς η λεπίδα κινείται, η μεταβολή της κινητικής δύναμης του νερού πρέπει να αντισταθμίζεται από μια δυναμική αλλαγή ολόκληρου του σκάφους έτσι ώστε να διατηρείται η ποσότητα της συνολικής κινητικής δύναμης.
Τροχοί με σφαίρα νερού
Σε άλλη εφαρμογή, ο τροχός μπορεί να συνδεθεί με μια μηχανή και να οδηγηθεί από μια πηγή τρεχούμενου νερού. Αυτή είναι η περίπτωση των υδροηλεκτρικών γεννητριών και των υδραυλικών ελαιοτριβείων. Σε αυτή την περίπτωση, το νερό κινείται γρήγορα, αλλά χτυπά τα πτερύγια και σταματά ή συρρικνώνεται. Αυτή είναι μια αλλαγή στη δυναμική και εξισορροπείται από την περιστροφή του τροχού. Όσο ταχύτερα το νερό είναι σε κίνηση και όσο μεγαλύτερη είναι η διαθέσιμη επιφάνεια για να τον ωθήσει, τόσο πιο γρήγορα θα περιστραφεί.
Ανακλασμένο νερό
Υπάρχει ένας τύπος τροχού με κουπιά που χρησιμοποιεί λεπίδες που είναι ακριβώς διαμορφωμένες ώστε να αντανακλούν όσο το δυνατόν περισσότερο νερό. Το νερό χτυπά ένα μέρος της λεπίδας, το οποίο είναι καμπυλωμένο με ένα συγκεκριμένο τρόπο έτσι ώστε να τρέχει προς τα πάνω και προς τα πίσω στην κατεύθυνση που ήλθε, πάνω από την επιφάνεια. Οι τροχοί αυτοί είναι πολύ πιο αποτελεσματικοί επειδή η μεταβολή της κινητικής δύναμης είναι μεγαλύτερη αν το νερό αντανακλάται (κινείται προς την αντίθετη κατεύθυνση από εκείνη που ήταν αρχικά) αντί για καθυστέρηση.
Ιστορικές χρήσεις
Οι υδραυλικοί τροχοί χρησιμοποιήθηκαν στην αρχαιότητα για την άλεση των κόκκων και ήταν τα πρώτα παραδείγματα μηχανών που χρησιμοποιούσαν φυσική μηχανική ενέργεια. Οι άνθρωποι χρησιμοποίησαν τροχούς νερού σε όλη την ιστορία για να τροφοδοτήσουν απλές μηχανές όπως μύλους και πρέσες. Οι τροχοί με κουτάκια, συγκεκριμένα, ήταν χρήσιμοι σε αρδεύσεις χαμηλού επιπέδου για την άντληση νερού στα χωράφια.
Σύγχρονες χρήσεις
Παρόλο που τα ατμοκίνητα σκάφη και οι υδραυλικοί τροχοί έχουν αντικατασταθεί από στροβίλους, οι τροχοί με πτερύγια εξακολουθούν να χρησιμοποιούνται. Ορισμένες περιοχές εκσκαφής χρησιμοποιούν αυτούς τους κινητήριους τροχούς για να ανυψώνουν τα συντρίμμια. Είναι ιδιαίτερα χρήσιμα για την ανύψωση του εδάφους και της άμμου. Χρησιμοποιούνται επίσης σε μερικές μικρές υδροηλεκτρικές γεννήτριες για την παραγωγή πράσινης ενέργειας, αν και μεγαλύτερες λειτουργίες χρησιμοποιούν στρόβιλους.
