Az alaptudomány azt tanítja, hogy az egyszerű gépek régóta megkönnyítik az emberek számára a munkát vagy az energiafelhasználást. Egy típusú kar, a kerék és a tengely kombinációja elfordul egy támaszpontnak nevezett középpont körül. Ez a kialakítás lehetővé teszi valakinek, hogy bármikor erőt alkalmazzon, és mégis mozgást produkáljon, ami nagyban növeli hasznosságukat. A kerék feltalálása évezredekkel ezelőtt fordulópontot jelentett a korai emberi civilizációban; a kerék és a tengely azóta is létfontosságú eszköz az emberiség számára.
A kerék
Általában kerek alakú, a kerék akkor forog vagy forog, ha valami erőt fejt ki rá, vagy amikor valami erőt gyakorol a tengelyre, amelyhez kapcsolódik. A kerék csökkenti a terhelés és a talaj közötti súrlódást, ami kevesebb energiát és így kevesebb munkát igényel. Egyes kerekeknek manapság fogai vannak, emiatt fogaskerekek, míg mások dobokhoz vannak kötve, és csörlőkké vagy tárcsákká válnak.
A tengely
Egy tengely nyugszik a kerék közepén. Vagy a tengely fog elfordítani egy kereket, mint egy autóban, vagy egy kerék a tengelyt fogja megfordítani, mint egy vízi kerék. Akárhogy is, a tengely súrlódást tapasztal ennek eredményeként, amelynek leküzdéséhez erőre van szükség. A tengely szépsége, hogy sokkal kevesebb erőt igényel a mozgás létrehozásához, mint hogy megpróbáljon valamit áthúzni a földön. Sok tengely kapcsolódik más eszközökhöz, amelyek a kerék és a tengely együttes mozgása következtében forognak.
Hogyan működnek
Karként egyfajta egyszerű gép, a kerék és a tengely együttesen megkönnyíti a munkát, mivel kevesebb energiabevitelt igényel. Ezek nagymértékben csökkentik a súrlódást és lehetővé teszik a nagyobb terhelések mozgását. Tőkeáttételt is biztosítanak, vagyis megtöbbszörözhetik a rájuk kifejtett erőt, és nagyobb teljesítményt nyújtanak. Minél nagyobb a kerék, annál könnyebben nyomhatja meg az ember a szekeret. Ez azért történik, mert a nagyobb átmérő úgy viselkedik, mintha egy nagyobb kar lenne, így nagyobb sebességgel megszorozva az erőt.
Modern alkalmazások
Egy személy szinte mindenhol megtalálhatja a kerekeket és a tengelyeket, mivel ezek sok összetett gép létfontosságú részei. A gépjárművek a kerekeken és a tengelyeken nyugszanak, sőt a kormányzáshoz kerekeket is használnak. A fogaskerekek, az úgynevezett fogaskerekek, az autómotorok és más típusú gépek sok részét alkotják. Turbinák, vízi kerekek, szélmalmok nem létezhetnek kerekek és tengelyek nélkül. Még az agyagkerámia létrehozása is a kereken és a tengelyen alapul. A tárcsarendszerek több kereket és tengelyt használnak egymással együtt.