L'hydroélectricité utilise la force de l'eau pour faire fonctionner des machines et générer de l'électricité. Les ingénieurs doivent calculer la force de l'eau en mouvement pour déterminer l'énergie cinétique disponible du débit d'eau. Un exemple simple d'utilisation de la force de l'eau est constitué par les vieilles roues hydrauliques utilisées pour faire fonctionner des machines qui moulent des grains en farine. Une fois que les scientifiques ont déterminé que l'électricité pouvait être générée en utilisant la force naturelle de l'eau, des barrages ont été construits pour exploiter cette énergie. En 1881, la ville de Niagra Falls utilisa l'énergie hydraulique pour faire fonctionner les lampadaires. Aujourd'hui, de nombreux pays du monde utilisent la force de l'eau en mouvement pour produire de l'électricité.
Choisissez une zone calme et droite de l’eau qui a au moins 20 pieds de long. Enfoncez un poteau de jardin dans un côté du ruisseau et conduisez un deuxième poteau directement en face du premier, du côté opposé. Exécuter une chaîne d'un pieu à l'autre et marquer la chaîne à quatre intervalles égaux.
Mesurer en aval 20 pieds et conduire deux autres enjeux dans les rives du ruisseau. Nouez une ficelle d'un pieu à l'autre. Marquez cette chaîne à quatre intervalles égaux également.
Faites flotter un objet flottant, tel qu’une section de 2x4, pichet en plastique ou balle de tennis, des premiers repères aux seconds. Mesurez le temps nécessaire pour que l’objet passe du point de départ au deuxième ensemble de marqueurs. Faites cela trois fois ou plus pour obtenir des données plus précises. Calculez la moyenne des temps en divisant le total des temps chronométrés par le nombre de fois que vous avez chronométré le processus. Enregistrez ce temps moyen en pieds par seconde.
Calculez la profondeur moyenne du cours d'eau en mesurant la profondeur de l'eau à chacun des repères de la première chaîne. Ajouter les mesures ensemble et diviser par quatre. Faites ce même processus au point de la deuxième chaîne. Noter les profondeurs moyennes du ruisseau aux deux zones marquées.
Calculez la superficie du flux en ajoutant les profondeurs moyennes et en divisant par deux, puis en multipliant le résultat par la largeur du flux. Notez ceci comme étant la surface moyenne du flux.
Utilisez la formule F = ALC / T pour calculer la force de l’eau en mouvement. F = force, A = surface moyenne, L = longueur du cours d'eau (20 pieds), C = coefficient pour le fond du lit d'eau et T = temps parcouru. Le coefficient utilisé par l'agence de protection de l'environnement est de 0,8 pour les cours d'eau avec un lit rocheux et de 0,9 pour les cours d'eau avec un lit boueux.