Obsah
Newtonov tretí zákon uvádza, že pre každú akciu existuje rovnaká a opačná reakcia. Ak vyvíjate silu na objekt, bude vyvíjať rovnakú silu vo veľkosti a oproti vám. Keď voda narazí na lopatkové koleso, zavedú sa dve sily: voda tlačí proti lopatke alebo vedierku kolesa a koleso zase tlačí vodu. V tomto systéme sa koleso aj voda posúvajú, čo spôsobuje otáčanie kolesa.
Kolesá hnacích lopatiek
Podobne ako energia, kinetická sila je zachovaná vo všetkých systémoch. Zvážte pádlové koleso, aké sa používa na riadenie lode. Motor pohybuje kolesom a lopatky sa pohybujú vo vode, tlačí ho. Keď je lopatka poháňaná, zmena kinetickej sily vody musí byť vyvážená dynamickou zmenou celej nádoby tak, aby bolo zachované množstvo celkovej kinetickej sily.
Vody poháňané rýpadlá
V inej aplikácii môže byť koleso pripojené k stroju a poháňané zdrojom tečúcej vody. To je prípad vodných elektrární a vodárenských mlynov. V tejto situácii sa voda rýchlo pohybuje, ale narazí na čepele a zastaví sa alebo zmrští. Toto je zmena dynamiky a je vyvážená otáčaním kolesa. Čím rýchlejšie je voda v pohybe a čím väčšia je dostupná plocha, ktorá ju tlačí, tým rýchlejšie sa bude otáčať.
Odrazená voda
Existuje typ lopatkového kolesa, ktoré využíva čepele, ktoré sú presne tvarované tak, aby odrážali čo najviac vody. Voda narazí na časť čepele, ktorá je určitým spôsobom zakrivená tak, že sa rozprestiera hore a späť v smere, v akom prišla, nad povrchom. Tieto kolesá sú oveľa efektívnejšie, pretože zmena kinetickej sily je väčšia, ak sa voda odráža (pohybuje sa v opačnom smere od pôvodného) než spomaľuje.
Historické použitie
Vodné kolesá boli použité v staroveku na brúsenie obilia a boli prvými príkladmi strojov, ktoré používali prirodzenú mechanickú energiu. Ľudia používali vodné kolesá v histórii na pohon jednoduchých strojov, ako sú mlyny a lisy. Lopatkové kolesá, konkrétne, boli užitočné pri nízkoúrovňovom zavlažovaní na zvýšenie vody v poliach.
Moderné použitia
Hoci parné člny a hydraulické kolesá boli nahradené turbínami, lopatkové kolesá sa stále používajú. Niektoré výkopové miesta využívajú tieto motorom poháňané kolesá na zdvíhanie odpadu. Sú obzvlášť užitočné na pestovanie pôdy a piesku. Používajú sa aj v niektorých malých vodných elektrárňach na výrobu zelenej energie, hoci väčšie prevádzky využívajú turbíny.
