FÍSICA: Desafio 2 – A roda d’água

O aproveitamento de pequenas quedas d’água para produzir energia elétrica tem sido feito através de uma técnica secular que utiliza um equipamento chamado de roda d’água.

A roda é obrigada a girar sob a ação da água que cai – seja em cascata, ou apenas deslizando rio abaixo – e a energia de movimento de translação da água realiza trabalho físico sobre a roda gerando energia de rotação.

A energia de rotação, por sua vez, pode ser transmitida para outro equipamento através de uma correia (ou polia), conforme a figura, na qual são mostradas duas roldanas com raios R1 e R2 (R1 < R2) sendo que a maior é fixada ao eixo da roda d’água e a menor, ao eixo de um gerador de energia elétrica.

Para que o gerador produza energia suficiente é necessário que o mesmo gire com velocidade angular mínima igual a w. Supondo que a roda d’água gire com velocidade angular W constante e que a correia não deslize, determine a relação entre os raios R1 e R2 para tornar eficiente o uso da roda d’água.

OBS: 1- A figura foi copiada de um teste do MEC-Brasil para o Ensino Médio.
2- A pessoa interessada pode enviar a sua proposta de solução para novelllino@gmail.com.

24 comentários para “FÍSICA: Desafio 2 – A roda d’água”

  1. eu sei tel. disse:

    meu nome é cynthia cristina moro e tatui sp estudo na escola altina maynardes araujo , e eu ja fiz uma experiencia dela meu gerador de energia era uma pequena fontede energia a pilhas , foi muito legal

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  2. Raffa disse:

    Olá, Cynthia! Tudo blz?

    Que bom q a sua roda d´água funcionou.

    Esta é uma máquina simples, mas muito eficiente e útil para os sítios distantes da rede elétrica.

    Abraço

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  3. Lipe disse:

    galera alguem me ensina como fazer um? to pensando em fazer um pra feira de ciencias da escola vai fiakar bem interessante mais onde arrumo um gerador pekeno?

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    ni reply on outubro 8th, 2009 9:42:

    respondendo a pergunta de nosso amigo que queria um gerador pequeno..

    quarque motorzinho desses de carrinho ou coisa parecida vai gerar uma pequena tensão eletrica suficiente para acender uma pequena lampada, pois o principio de ambos é o mesmo. talvez possa tambem comprar um dinamo de bike que tambem vai dar certo…

    um abraçoo

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    emelyn m.de paula reply on agosto 10th, 2010 12:55:

    é mesmo eu ñ tinha pensado nisso!
    bo@ idéia !
    beijinhos
    tchauu………

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    Gilvan reply on outubro 9th, 2009 18:54:

    Se você quer um gerador pequeno, pode aproveitar um motor de drive de CD, aquele que abre e fecha a gaveta onde se coloca o CD.
    Ele trabalha como motor e como gerador.

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  4. Souza disse:

    Meu nome é Souza, sou estudante de engenharia elétrica de Belém, e uma solução simples para melhorar significativamente o rendimento da roda d’agua acima seria utilizar-se uma grande polia ou roldana anexada na roda d’agua e através de correias ou correntes. Transfere-se a rotação a uma pequena polia no gerador como já foi mencionado. Sendo R1 o raio em (cm) da polia da roda d’agua, R2 o raio em (cm) da polia do gerador, V1 a velocidade angular em (Hz) da roda d’agua determina-se facilmente qual será a velocidade em (Hz) R2 que será aplicada ao gerador, utilizando-se a relação (R1 x V1)=(R2 x V2). Abraços

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  5. favareto disse:

    Meu nome é edson, sou estudante de engenharia elétrica de Belém, e uma solução simples para melhorar significativamente o rendimento da roda d’agua acima seria utilizar-se uma grande polia ou roldana anexada na roda d’agua e através de correias ou correntes. Transfere-se a rotação a uma pequena polia no gerador como já foi mencionado. Sendo R1 o raio em (cm) da polia da roda d’agua, R2 o raio em (cm) da polia do gerador, V1 a velocidade angular em (Hz) da roda d’agua determina-se facilmente qual será a velocidade em (Hz) R2 que será aplicada ao gerador, utilizando-se a relação (R1 x V1)=(R2 x V2). blz

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  6. Rubens P Filho disse:

    Estou pesquisando, no proposito de viabilizar a instalação de uma roda d’agua em minha propriedade, no sentido de distribuição de água potável para casas e outras unidades. O local de captação situa-se a abaixo do nível das unidades, uns 100mts lineares e uns 40mts de altitude.
    Abraço forte.

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  7. barbosa disse:

    ola vc ja ouviu falar em gerador de baixa eu quero ligar a roda dagua em bicicletas de marchas para ganhar velocidade e usar agua do poço artesiano para girar a roda dai eu ligo num gerador e ele alimenta a bomba do poço

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  8. barbosa disse:

    se eu achar o gerador de baixa tenho quase certeza que vai dar certo produzindo energia com roda dagua um forte abraço aguardo resposta

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  9. marcio flores disse:

    na verdade gostaria da ajuda dos colegas estudantes para montar uma cascata,onde toda a agua que caísse na parte mais baixa,fosse levada para cima de novo ,pro topo e assim viria aser um ciclo que passaria por cima de pedras escolhidas para a finalidade de harmonizar o ambiente,obrigado pela atenção.

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  10. theomar soledade disse:

    MUITO TEMPO SE PASSA E O SER SEMPRE DESCOBRE COISAS, QUANTO A RODA D’AGUA PRODUZIR ENERGIA É FACIL. COM A INVENÇÃO DA RODA PODEMOS USAR O MOVIMENTO DA RODA D’AGUA PARA ACIONAR UM JOGO DE POLIA E FAZER A POUCA ROTAÇÃO NA ROTAÇÃO DESEJADA, POIS A RODA D’AGUA DA O MOVIMENTO NÃO A ROTAÇÃO DESEJADA. DUAS, QUATRO, SEIS QUANTAS POLIAS SEJAM, PARA RODAR O GERADOR DE 1200 RPM.

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  11. Carlos Younes disse:

    Olá gente

    Bem legal esse artigo.
    Por favor !
    Alguem poderia me enviar um artigo ou um link
    da matematica e fisica do funcionamento de uma roda simples.
    Por incrível que pareça. Pesquisei muito no google com inumeras
    palavras chave, inclusive “roda”.
    Mas não encontrei nenhum artigo sério e esclarecedor.

    Obrigado pela atenção

    Abraço a todos

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  12. almiro disse:

    ola gente
    preciso montar uma gerador de energia como uma roda dgua .
    aonde eu consigo comprar o gerador de baixa rotaçao?

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    jeremias reply on novembro 18th, 2010 15:09:

    OLÁ

    SE VC QISER POSSO VER
    SE CONSIGO PRA VC.

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    elisson monteiro de farias reply on agosto 16th, 2011 10:53:

    fico grato pela atenção

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  13. jeremias disse:

    olá gente

    eu fiz uma esperiencia la no citio
    com uma roda d´gua e um gerador de 7 kva
    e funcionou bem com polias de madeiras.

    OBRIGADO PELA ATENÇÃO.

    FALO PESOAL

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    elisson monteiro de farias reply on agosto 16th, 2011 10:52:

    gostei da sua esperiencia, portanto desejaria receber informações de como construir uma roda d’agua e a capacidade de geração de energia, pois meu pai mora em um sitio onde não tem energia, mas tem igarapé com bastante agua, mas não tem queda, a agua corre normal, tem que fazer uma barragem para adquerir queda, se possivel queria estas informações, fico grato pela atenção.

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  14. Rodrigo disse:

    boa noite!!!
    gostaria que me tirassem uma duvida!!
    eu tenho uma roda d’agua, em cima dela uma calha que despeja agua a uma vazão cte!!
    como faço para descobrir a velocidade angular da roda, levando em consideração a altura da calha e a pressão de saida da agua?
    alguem pode me ajudar?
    mto obrigado

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  15. Deivid Domingos disse:

    Quero construir uma roda d`agua, a queda dagua e’ de 2mt ate o piso, o volume e’ de um cano de150mm. sera um desafio construir, pois eu gosto disso. Deus tem dado ao homem sabedoria para explorar e perseverar em progetos para beneficios ao proximo e a si mesmo. Moro em uma base missionaria chamada jovens com uma missao. Trabalhei 17 anos com metalurgica e fabricacaos de ma’quinas. Gravatai .RS

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  16. Jéssica disse:

    As primeiras rodas d’água, construídas pelos gregos no primeiro século antes de Cristo, eram horizontais.
    Foram substituídas pelas verticais, que podem ser maiores e produzem mais energia.
    A roda d’água até hoje existem nos engenhos de pequenos sítios por todo nosso país e desempenharam
    importante papel, nos séculos passados, em relação a todos os processos de produção de farinha e de
    açúcar.
    Ao girar, pela força da água, movimentam mós de pedra, conjuntos de martelos-pilões, para socar o
    milho ou a mandioca, ou ainda pesados cilindros de ferro para esmagar a cana, extraindo o precioso caldo
    açucarado com que são fabricados; o melado, a rapadura, o açúcar, a aguardente e o álcool. Essas instalações
    quase não diferem das que eram usadas, durante a Idade Média, nos países da Europa.
    Pela roda d’água passamos a água até chegar aos canos que é levada para a caixa d’água que chegara até nossas torneiras.
    As rodas d’ agua não contaminaram ao meio ambiente.Proporcionam de vermos como a natureza e bela.Pois cada dia nos descobrimos varias coisas que o homem e Deus criaram para nos.

    A água batendo nás pás da borda da roda produz uma força motriz no eixo central
    As rodas dagua geralmente são usadas para irrigação e geração de energia.
    Em algumas fazendas costumava usar estas rodas para acionar um moinho de milho para fazer fubá ou acionar uma maquina como um engenho de cana para alambique.
    Nossos geradores podem ser acoplado as estas rodas dagua de madeira robustas ou rodas dagua de ferro como uma fonte de energia alternativa.
    As micro turbinas alterima tem um aproveitamento maior da geração de energia em pequenas quedas dagua.

    A energia eólica pode ser convertida em diversas outras formas de energia através de aero geradores ou aeromotores que podem atuar em conjunto com outros sistemas. Essa diferenciação entre “aerogeradores” e “aero motores” é feita pelo tipo de energia que será produzida, ou convertida, pela turbina eólica para uso final: se for gerada algum tipo de energia mecânica, dizemos que é um aero motor, se for gerada energia elétrica, dizemos que é um aero gerador.
    Os geradores elétricos Alterem são produzidos com os melhores materiais, e podem ser facilmente instalados em propriedades rurais ou diferentes. Os geradores elétricos são produzidos com corrente alternada, sendo portanto alternadores de imã e podendo ser acoplados a motores diesel em micro turbinas e micro usinas.

    A energia primária de uma hidrelétrica é a energia potencial gravitacional da água contida numa represa elevada. Antes de se tornar energia elétrica, a energia primária deve ser convertida em energia cinética de rotação.
    A construção de represas quase sempre constitui uma grande empreitada da engenharia civil. Os paredões, de tamanho gigante, devem resistir às extraordinárias forças exercidas pelas águas que ela deve conter. Às vezes, têm que suportar ainda a pressão das paredes rochosas da montanha em que se apóiam
    A energia hídrica, como parte do sector energético, representa um contributo para a sociedade. Com o progresso científico, a energia hídrica, limpa e renovável, poderá ser mais explorada pela humanidade.
    A potencia da fonte de energia é feita pela QUILOWATS que equivale a 1000w.O Gerador é um dispositivo que funciona com a base da introdução eletromagnética.Segundo as condições dividem-se Centrais com barragens com diques ,e água direcionadas ,Tipo misto com curso natural.
    Há mais 45 mil grandes centrais hidroelétricas, além de milhões de outros mais pequenos.Cada dia mais são feitas barragens que no futuro iram nos proporcionar mais energia elétrica e que aos poucos vamos pagando menos porque a água que temos devemos aproveitar ao máximo. Espero que nossos governantes pensem bem antes de desperdiçar o que temos de bom .Espero ter um futuro melhor do que meus pais tenham hoje

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  17. bom um outro esperimento que usa o velocidade e com um motorsinho ,que quando e girado em inverso gera energia .

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  18. marcos lobato disse:

    BOM DIA,GOSTARIA QUE ALGUEM QUE JÁ CONSTRUIU UMA RODA D´GUA PARA GERAR ENERGIA, ME MANDASSE A LISTA DE MATERIAL
    UTILIZADO E O ESQUEMA DE MONTAGEM,POIS QUERO MONTAR UM

    ATT MARCOS LOBATO

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