Τα φράγματα χρησιμοποιούνται για να εκτρέψουν ή να συγκρατήσουν το νερό από ποτάμια και άλλες πλωτές οδούς. Ενώ οι άνθρωποι τα κατασκευάζουν για να παράγουν ηλεκτρισμό, δημιουργούν δεξαμενές για πόσιμο νερό και αποτρέπουν τις πλημμύρες, στο άγρια, οι κάστορες κατασκευάζουν φράγματα για να δημιουργήσουν βαθιά νερά που προσελκύουν τρόφιμα και παρέχουν ασφάλεια από χερσαία αρπακτικά ζώα. Για ένα επιστημονικό έργο, δοκιμάστε να επαναλάβετε τις τεχνολογίες που χρησιμοποιούνται και στους δύο τύπους φραγμάτων νερού.
Υδροηλεκτρική ενέργεια
Οι υδροηλεκτρικές εγκαταστάσεις - που κατασκευάζονται στη βάση φραγμάτων - χρησιμοποιούν το βάρος ή την πίεση του ρέοντος νερού για να περιστρέψουν τις λεπίδες του στροβίλου. Το νερό διοχετεύεται μέσω μιας συσκευής που ονομάζεται penstock, η οποία εστιάζει διάφορες ροές στις λεπίδες. Σύμφωνα με το energyquest.ca.gov, μπορείτε να μιμηθείτε αυτήν τη διαδικασία χρησιμοποιώντας ένα άδειο κουτί γάλα μισού γαλονιού, λίγο νερό, κολλητική ταινία, καρφί, χάρακα και μαρκαδόρο. Χρησιμοποιώντας το καρφί, ανοίξτε μια τρύπα στο κουτί γάλα μισή ίντσα πάνω από τη βάση και, στη συνέχεια, κάντε τρύπες στο ίδιο μέγεθος με τα σημάδια ενός, δύο και τεσσάρων ιντσών. Καλύψτε όλες τις οπές με ένα μόνο κομμάτι ταινίας και γεμίστε το κουτί με νερό σε μια γραμμή (η οποία θα παραμείνει σταθερή) που ορίζετε με το δείκτη. Στη συνέχεια, τραβήξτε την ταινία και παρατηρήστε ποια τρύπα παράγει το ισχυρότερο, το πιο απομακρυσμένο ρεύμα. Σύμφωνα με το energyquest, αυτό θα είναι πάντα η οπή πλησιέστερα στον πυθμένα, καθώς το πρόσθετο βάρος του νερού πάνω από αυτό δημιουργεί περισσότερη πίεση.
Φράγμα Μπέβερ
Οι κάστορες χρησιμοποιούν απλές τεχνικές για να φτιάξουν φράγματα, να συσσωρεύσουν δέντρα, ραβδιά και άλλα φυσικά συντρίμμια για να σχηματίσουν ένα φράγμα. Ως επιστημονικό έργο, η εξερεύνηση αυτών των τεχνικών οικοδόμησης είναι η πλέον κατάλληλη για νεότερους μαθητές δημοτικού επιπέδου. Σύμφωνα με το teacherdomain.org, θα πρέπει να έχετε πρόσβαση σε έναν εύκαμπτο σωλήνα, σε μια αυλή (κατά προτίμηση μια περιοχή χωρίς γρασίδι ή άλλη βλάστηση που θα μπορούσε να βλάψει) και διάφορα φυσικά υλικά, όπως ραβδιά, φύλλα, πέτρες και βρύο. Τρέξτε τον εύκαμπτο σωλήνα σε σταθερή θέση μέχρι να υπάρχει σταθερή ροή νερού ή μίνι ποτάμι στο έδαφος. Στη συνέχεια, δοκιμάστε διαφορετικά υλικά, τόσο μεμονωμένα όσο και σε συνδυασμούς, για να προσδιορίσετε ποια διαμόρφωση λειτουργεί καλύτερα για την εκτροπή του νερού. Δοκιμάστε να μιμηθείτε την τεχνική του κάστορα, ενώνοντας τα κενά με άλλα συντρίμμια.
Παλιρροιακό φράγμα
Αυτό το έργο βασίζεται στις ίδιες δυνάμεις με το έργο υδροηλεκτρικής ενέργειας. Ωστόσο, αντί να μιμείται ένα τυπικό φράγμα ποταμού, αυτό το έργο έχει σχεδιαστεί για να αναπαράγει ένα παλιρροιακό φράγμα ή φράγμα, το οποίο παράγει επίσης υδροηλεκτρική ενέργεια. Σύμφωνα με το sciencebuddies.org, όταν μπαίνει η παλίρροια, το νερό ρέει μέσω σηράγγων και αντλείται μέσω στροβίλων, που περιστρέφονται, δημιουργώντας ηλεκτρική ενέργεια. Για να επαναλάβετε αυτήν τη διαδικασία, τρυπήστε τρεις οπές διαφορετικού μεγέθους - μία που είναι μισή ίντσα, μία που είναι ίντσα και μία που έχει διάμετρο δύο ίντσες - στο κάτω μέρος ενός πλαστικού κάδου (αυτά είναι δικά σας σήραγγες). Συνδέστε κάθε τρύπα με ένα ελαστικό πώμα κατάλληλου μεγέθους και γεμίστε τον κάδο με νερό. Τώρα είστε έτοιμοι να δοκιμάσετε τη δύναμη που παράγεται από κάθε «σήραγγα», την οποία απελευθερώνετε τραβώντας τα βύσματα ένα κάθε φορά (φυσικά, πρέπει να ξαναγεμίσετε τον κάδο μετά από κάθε δοκιμή). Για να υπολογίσετε την έξοδο ισχύος, συνδέστε μια πλαστική έλικα (όπως αυτή σε ένα σκάφος παιχνιδιού) στο άκρο μιας ράβδου από ορείχαλκο και κρατήστε την στον κάδο κατά τη διάρκεια κάθε δοκιμής. Μετρήστε πόσες περιστροφές κάνει η έλικα όταν κάθε τρύπα είναι αποσυνδεδεμένη.