Гидроэнергетика использует силу воды для работы машин и выработки электроэнергии. Инженеры должны рассчитать силу движущейся воды, чтобы определить имеющуюся кинетическую энергию потока воды. Простой пример использования силы воды - старомодные водяные колеса, используемые для управления механизмами, которые измельчают зерна в муку. Как только ученые определили, что электричество можно генерировать, используя естественную силу воды, были построены плотины для использования энергии. В 1881 году город Ниагарский водопад использовал гидроэнергию для работы уличных фонарей. Сегодня многие страны мира используют силу движения воды для выработки электроэнергии.
Выберите спокойную, прямую область воды длиной не менее 20 футов. Вбейте садовый кол в одну сторону ручья и вбейте второй кол прямо напротив первого, на противоположной стороне. Проведите строку из одного кола в другой и отметьте строку с четырьмя равными интервалами.
Мера вниз по течению 20 футов и вбить еще два колья в берегах ручья. Свяжите веревку с одного кола на другой. Отметьте эту строку также с четырьмя равными интервалами.
Плавучий плавучий объект, такой как участок 2х4, пластиковый кувшин или теннисный мяч, от первых маркеров ко вторым маркерам. Измерьте время, которое требуется объекту, чтобы добраться от начальной точки до второго набора маркеров. Сделайте это три или более раз для получения более точных данных. Рассчитайте среднее время, разделив общее время секундомера на количество раз, когда вы запрограммировали время. Запишите это среднее время в футах в секунду.
Рассчитайте среднюю глубину потока, измерив глубину воды на каждой из меток на первой струне. Сложите измерения вместе и разделите на четыре. Проделайте этот же процесс в точке второй строки. Запишите среднюю глубину потока в обеих отмеченных областях.
Вычислите площадь потока, добавив среднюю глубину и разделив на два, затем умножив результат на ширину потока. Запишите это как среднюю площадь потока.
Используйте формулу F = ALC / T для расчета силы движущейся воды. F = сила, A = средняя площадь, L = длина потока (20 футов), C = коэффициент для дна водного слоя и T = пройденное время. Коэффициент, используемый агентством по охране окружающей среды, составляет 0,8 для ручьев с каменистым руслом и 0,9 для ручьев с грязным руслом.