Déplacement d'eau et moment de force - Falkirk Wheel

Ce système de levage de bateaux en Écosse est ouvert depuis 2002. Il permet de relier le canal de Forth and Clyde avec le canal Union.

Le système fonctionne sur le principe de déplacement d'eau. Lorsqu'un navire de 5 tonnes entre dans une des deux gondoles, il déplace un volume d'eau de masse 5 tonnes. Ainsi, peu importe la masse du navire, une masse équivalente d'eau est retirée et donc la masse totale (eau + navire) est toujours la même. Cette caractéristique fait en sorte que le moment de force créé par le poids de chaque gondole autour de l'axe de rotation est de même grandeur, mais de sens opposé (le centre de gravité du système est toujours vis-à-vis l'axe de rotation). Ainsi, il ne faudra que peu d'énergie pour faire tourner le système (afin de vaincre le frottement et de créer une accélération angulaire pour mettre le système en mouvement). Un groupe de 10 moteurs hydrauliques situés dans la tour centrale fournit 1,5 kWh d'électricité pour la faire tourner.

Chacune des gondoles est supportée par des petites roues guidée sur des rails fixés à l'intérieur des trous de chaque bras. En théorie, ce mécanisme devrait faire en sorte que le poids de la gondole ramène toujours celle-ci à l'horizontale (principe de stabilité), sans nécessiter de mécanisme extérieur. La gondole peut être imaginée comme "skateboarder" dans un "half-pipe". Si ce dernier se laisse aller, sa planche aura tendance à finir par s'arrêter en plein milieu du "half-pipe" en position horizontale. Cependant, un mouvement soudain ou du frottement pourraient provoquer une inclinaison de la gondole. Pour s'assurer que ceci n'arrive pas et que la gondole reste toujours à l'horizontale, une série d'engrenages font tourner le rail au bon rythme.

Le système de rotation est constitué d'engrenages. Une grande roue dentée (diamètre 8 m) est reliée à la tour principale de façon fixe. Les bras supportant les gondoles sont mise en rotation par des moteurs hydrauliques. Lorsque les bras tournent, les pignon (petites roues dentées) avancent sur la grande roue dentée fixe et donc tournent autour de cette dernière. Les pignons font tourner les grandes roues dentées (de même dimension que la grande roue fixe) sur lesquelles reposent les rails des gondoles.  Ainsi, les roues dentées des gondoles tournent à exactement le même rythme mais de sens opposé.