Como funcionam as rodas de pás?

Escrito por kyle turpin | Traduzido por andressa gonzalez
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Como funcionam as rodas de pás?
As rodas de pás podem ser usadas para a propulsão de embarcações (Riverboat paddle wheel image by itsallgood from Fotolia.com)

A terceira lei de Newton afirma que, para cada ação, há uma reação igual e oposta. Se exercer uma força sobre um objeto, ele exercerá uma força igual em magnitude e oposta em direção a você. Quando a água atinge uma roda de pás, são introduzidas duas forças: a água empurra contra a lâmina ou balde da roda e a roda, por sua vez, empurra a água. Neste sistema, tanto a roda quanto a água são deslocadas, fazendo a roda virar.

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Rodas de pás para propulsão

Como a energia, a força cinética é conservada em todos os sistemas. Considere uma roda de pás como aquela usada para conduzir um barco. O motor move a roda e as pás se movem através da água, empurrando-a. A medida em que a pá é impulsionada, a mudança na força cinética da água tem que ser contrabalançada por uma alteração dinâmica de toda a embarcação para que a quantidade de força cinética total seja conservada.

Rodas de pás impulsionadas pela água

Em outra aplicação, a roda poderá ser conectada a uma máquina e impulsionada por uma fonte de água corrente. Esse é o caso de geradores hidroelétricos e de moinhos movidos a água. Nessa situação, a água move-se rapidamente, mas atinge as pás e para ou diminui. Essa é uma alteração na dinâmica e é equilibrada pela rotação da roda. Quanto mais rápido a água estiver em movimento, e quanto maior for a área de superfície disponível para empurrá-la, mais rapidamente ela girará.

Água refletida

Há um tipo de roda de pás que usa pás que são precisamente moldados para refletirem o máximo de água possível. A água atinge uma parte da pá, que é curva, de uma certa maneira para que corra para cima e para trás na direção em que veio, acima da superfície. Essas rodas são muito mais eficientes, pois a alteração na força cinética é maior, se a água for refletida (movendo-se no sentido oposto do que estava inicialmente) em vez de retardada.

Usos históricos

As rodas de água foram usadas ​​na antiguidade para moer grãos e foram os primeiros exemplos de máquinas que utilizavam a energia mecânica natural. As pessoas usaram as rodas de água ao longo da história para alimentar máquinas simples, como moinhos e prensas. As rodas de pás, especificamente, foram úteis na irrigação de baixo nível para elevar a água nos campos.

Usos modernos

Embora os barcos a vapor e as rodas hidráulicas tenham sido substituídos por turbinas, as rodas de pás ainda estão em uso. Alguns locais de escavação utilizam essas rodas, impulsionadas por motores, para levantar escombros. Elas são particularmente úteis para o levantamento de terra e areia. Também são usadas ​​em alguns geradores de hidroelétricas de pequeno porte para a produção de energia verde, embora as operações maiores usem turbinas.

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