Jak obliczyć siłę poruszającej się wody

Energia wodna wykorzystuje siłę wody do obsługi maszyn i wytwarzania energii elektrycznej. Inżynierowie muszą obliczyć siłę poruszającej się wody, aby określić dostępną energię kinetyczną przepływu wody. Prostym przykładem wykorzystania siły wody są staromodne koła wodne używane do obsługi maszyn rozdrabniających ziarno na mąkę. Gdy naukowcy ustalili, że energię elektryczną można wytwarzać przy użyciu naturalnej siły wody, zbudowano tamy, aby ją wykorzystać. W 1881 roku miasto Niagra Falls wykorzystało energię wodną do obsługi oświetlenia ulicznego. Obecnie wiele krajów na całym świecie wykorzystuje siłę płynącej wody do wytwarzania energii elektrycznej.

Wybierz spokojny, prosty obszar wody o długości co najmniej 20 stóp. Wbij kołek ogrodowy po jednej stronie strumienia i wbij drugi kołek naprzeciwko pierwszego, po przeciwnej stronie. Poprowadź sznurek od jednej palika do drugiego i zaznaczaj sznurek w czterech równych odstępach.

Zmierz 20 stóp poniżej rzeki i wbij kolejne dwa kołki w brzegi strumienia. Przywiąż sznurek od jednego kołka do drugiego. Zaznacz również ten ciąg w czterech równych odstępach.

instagram story viewer

Unieś pływający przedmiot, taki jak fragment 2x4, plastikowy dzbanek lub piłka tenisowa, od pierwszych do drugich znaczników. Zmierz czas potrzebny obiektowi na przejście od punktu początkowego do drugiego zestawu znaczników. Zrób to trzy lub więcej razy, aby uzyskać dokładniejsze dane. Oblicz średnią czasów, dzieląc łączne czasy stopera przez liczbę zmierzonych czasów procesu. Zapisz ten średni czas w stopach na sekundę.

Oblicz średnią głębokość strumienia, mierząc głębokość wody w każdym ze znaków na pierwszym sznurku. Zsumuj pomiary i podziel przez cztery. Wykonaj ten sam proces w punkcie drugiego ciągu. Zapisz średnie głębokości strumienia w obu zaznaczonych obszarach.

Oblicz powierzchnię strumienia, dodając średnie głębokości i dzieląc przez dwa, a następnie mnożąc wynik przez szerokość strumienia. Zapisz to jako średni obszar strumienia.

Użyj wzoru F=ALC/T, aby obliczyć siłę poruszającej się wody. F=siła, A=średnia powierzchnia, L=długość strumienia (20 stóp), C=współczynnik dla dna złoża wodnego i T=przebyty czas. Współczynnik stosowany przez Agencję Ochrony Środowiska wynosi 0,8 dla potoków o podłożu skalistym i 0,9 dla potoków o mulistym dnie.

Teachs.ru
  • Dzielić
instagram viewer