Hvordan måle kraften i Water Wheels

Du kan beregne kraften i et vannhjul ved å måle noen viktige mengder. Kraft er mengden av energi i joule per sekund som er opprettet eller brukes av en gjenstand. Dette er også kjent som en watt. Energien av bevegelse eller rotasjonskinetisk energi, av et roterende hjul er relatert til radien av hjulet, dens masse og den tid det tar for å rotere en hel omdreining. Radius måler avstanden fra sentrum av hjulet til dets kant. Metriske enheter brukes i rotasjons fysikk ligninger.

Bruksanvisning

1 Mål radius av vann hjulet i centimeter. For eksempel kan radiusen være 158,0 cm.

2 Konverter radiusen til meter ved å dividere med 100, siden en meter inneholder 100 centimeter. Fullfører dette trinnet fører til 158,0 cm dividert med 100, eller en radius på 1,58 m.

3 Bestemme hvor lang tid, i sekunder, som kreves for hjulet for å slå en hel omdreining, ved hjelp av en stoppeklokke. Anta en tid på 35,0 sekunder for eksempel.

4 Bestemme massen av vann hjulet i kilo. For eksempel kan massen være 10,0 kg.

5 Fordel 6,28 radianer av tiden for et enkelt hjul omdreining for å oppnå den vinkelhastighet av hjulet i radianer per sekund. En radian er en vinkelenhet som tilsvarer 57,3 grader. En krets inneholder 6,28 radianer, eller to ganger antallet pi. Utføre dette trinnet, kommer du til 6,28 radianer dividert med 35,0 sekunder, noe som tilsvarer 0,18 radianer per sekund.

6 Multipliser en halv ganger massen av hjul ganger kvadratet av radius ganger kvadratet av vinkelhastigheten å komme frem til rotasjonskinetisk energi i joule. Nå har du 0,5 ganger 10,0 kg ganger 1,58 m ganger 1,58 m ganger 0,18 radianer per sekund ganger 0,18 radianer per sekund, eller 0,40 joule.

7 Del rotasjonskinetisk energi av den tiden til å få makt i watt. Fullfører øvelsen, har du 0,40 joule dividert med 35,0 sekunder, noe som tilsvarer 0,01 watt.