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Comment calculer la force de l'eau en mouvement

Hydroélectricité utilise la force de l'eau pour faire fonctionner des machines et de produire de l'électricité. Les ingénieurs doivent calculer la force de l'eau en mouvement pour déterminer l'énergie cinétique disponible de l'écoulement de l'eau. Un exemple simple d'utiliser la force de l'eau est les vieilles roues hydrauliques utilisés pour faire fonctionner des machines qui broie les grains en farine. Une fois déterminés les scientifiques de l'électricité pourraient être générés en utilisant la force naturelle de l'eau, les barrages ont été construits pour exploiter la puissance. En 1881, la ville de chutes du Niagara utilisé hydroélectrique pour faire fonctionner les lumières de la rue. Aujourd'hui, de nombreux pays à travers le monde utilisent la force de l'eau en mouvement pour produire de l'électricité.

Choses que vous devez

  • Chronomètre
  • Baton de mesure
  • Récipient porteur
  • Ficelle
  • 4 piquets de jardin
  • Calculatrice (facultatif)

Instructions

  1. Choisissez un quartier calme droite de l'eau qui est au moins 20 pieds de long. Conduire un jeu de jardin en un seul côté de la rivière et de conduire un deuxième jeu directement en face de la première, sur le côté opposé. Exécutez une chaîne d'un piquet à l'autre et marquer la chaîne à quatre intervalles égaux.




  2. Mesurer 20 pieds en aval et conduire encore deux piquets dans les berges. Nouez une ficelle d'un piquet à l'autre. Marquez cette chaîne à quatre intervalles égaux, aussi bien.

  3. Flotter un objet flottant, comme une section de 2x4, un pot en plastique ou une balle de tennis, des premiers aux seconds marqueurs marqueurs. Mesurer le temps qu'il faut pour obtenir l'objet à partir du point à la deuxième série de marqueurs de départ. Pour ce faire, trois fois ou plus pour des données plus précises. Calculer la moyenne des temps en divisant le total des temps de chronomètre par le nombre de fois que vous le processus chronométré. Enregistrez cette durée moyenne en pieds par seconde.

  4. Calculer la profondeur moyenne du courant par la mesure de la profondeur de l'eau à chacune des marques sur la première chaîne. Ajouter les mesures ensemble et diviser par quatre. Faites ce même processus au point de la deuxième chaîne. Notez les profondeurs moyennes du flux dans les deux zones marquées.



  5. Calculer l'aire du flux en ajoutant les profondeurs moyennes et en divisant par deux, puis en multipliant résultat par la largeur de la rivière. Inscrire ce que la superficie moyenne du flux.

  6. Utilisez la formule F = ALC / T pour calculer la force de l'eau en mouvement. F = force, A = surface moyenne, L = longueur de flux (20 pieds), C = coefficient pour le fond du lit d'eau, et T = temps parcouru. Le coefficient utilisé par l'Environmental Protection Agency est de 0,8 pour les flux avec un lit rocheux et 0,9 pour les flux avec un lit boueux.

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