Grundlæggende videnskab lærer, at enkle maskiner længe har gjort arbejdet eller energiforbruget lettere for mennesker. En type håndtag, hjul- og akselkombinationen roterer omkring et centralt punkt kaldet en omdrejningspunkt. Dette design tillader nogen at anvende magt på ethvert tidspunkt og stadig producere bevægelse, hvilket i høj grad øger deres anvendelighed. Hjulets opfindelse for tusinder af år siden markerede et vendepunkt i den tidlige menneskelige civilisation; hjulet og akslen har været vitale redskaber for menneskeheden lige siden.
Hjulet
Typisk rundt i form vil hjulet dreje eller dreje enten når noget udøver kraft på det, eller når noget udøver kraft på den aksel, det er forbundet med. Et hjul reducerer friktionen mellem belastningen og jorden, hvilket resulterer i mindre energiforbrug og dermed mindre arbejde. Nogle hjul i dag har tænder, hvilket gør dem til tandhjul, mens andre er forbundet med tromler og bliver spil eller remskiver.
Akslen
En aksel hviler i midten af hjulet. Enten drejer akslen et hjul, som i en bil, eller et hjul vil dreje en aksel, som i et vandhjul. Uanset hvad, akslen oplever friktion som et resultat, hvilket kræver kraft for at overvinde. Akselens skønhed er, at det kræver meget mindre kraft for at skabe bevægelse end at prøve at trække noget over jorden. Mange aksler forbinder til andre enheder, der drejer som et resultat af hjulets og akselens bevægelse.
Sådan fungerer de
Som håndtag, en type simpel maskine, gør hjulet og akslen sammen arbejdet lettere ved at kræve mindre energi. De reducerer stærkt friktion og muliggør bevægelse af tungere belastninger. De giver også gearing, hvilket betyder at de kan multiplicere den kraft, der påføres dem og give større output. Jo større hjulet er, jo lettere kan en person skubbe en vogn. Dette sker, fordi den større diameter fungerer som om det var en større løftestang, hvorved kraften multipliceres med en højere hastighed.
Moderne applikationer
En person kan finde hjul og aksler næsten overalt, da de er vigtige dele for mange komplekse maskiner. Motorkøretøjer hviler på hjul og aksler og bruger endda hjul til styring. Hjul med tænder, kaldet gear, omfatter mange dele af bilmotorer og andre typer maskiner. Turbiner, vandhjul, vindmøller kunne ikke eksistere uden hjul og aksler. Selv oprettelsen af ler keramik er afhængig af hjulet og akslen til spinding. Remskivesystemer bruger flere hjul og aksler i forbindelse med hinanden.