La scienza di base insegna che le macchine semplici hanno a lungo reso il lavoro, o il dispendio di energia, più facile per gli umani. Un tipo di leva, la combinazione ruota e asse ruota attorno a un punto centrale chiamato fulcro. Questo design consente a qualcuno di applicare forza in qualsiasi momento e di produrre comunque movimento, il che aumenta notevolmente la loro utilità. L'invenzione della ruota migliaia di anni fa segnò un punto di svolta nella prima civiltà umana; la ruota e l'asse sono stati strumenti vitali per l'umanità da allora.
La ruota
Tipicamente di forma rotonda, la ruota ruoterà o girerà quando qualcosa applica forza su di essa o quando qualcosa applica forza all'asse a cui è collegata. Una ruota riduce l'attrito tra il carico che trasporta e il terreno, con conseguente minor consumo di energia e quindi meno lavoro. Alcune ruote oggi hanno i denti, che le rendono dentate, mentre altre sono collegate a tamburi e diventano argani o pulegge.
L'asse
Un asse riposa al centro della ruota. O l'asse farà girare una ruota, come in un'auto, o una ruota farà girare un asse, come in una ruota idraulica. In entrambi i casi, l'asse subisce attrito come risultato, che richiede forza per superare. La bellezza dell'asse è che richiede molta meno forza per creare movimento rispetto al tentativo di trascinare qualcosa sul terreno. Molti assi si collegano ad altri dispositivi, che girano a causa del movimento combinato della ruota e dell'asse.
Come funzionano
Come una leva, un tipo di macchina semplice, la ruota e l'asse insieme facilitano il lavoro richiedendo meno energia. Riducono notevolmente l'attrito e consentono il movimento di carichi più pesanti. Forniscono anche una leva, il che significa che possono moltiplicare la forza applicata a loro e dare una maggiore resa. Più grande è la ruota, più facile una persona può spingere un carrello. Ciò si verifica perché il diametro maggiore agisce come se fosse una leva più grande, moltiplicando così la forza a una velocità maggiore.
Applicazioni moderne
Una persona può trovare ruote e assi quasi ovunque poiché sono parti vitali di molte macchine complesse. I veicoli a motore poggiano su ruote e assi e utilizzano anche le ruote per sterzare. Le ruote con denti, chiamate ingranaggi, comprendono molte parti di motori di automobili e altri tipi di macchinari. Turbine, ruote idrauliche, mulini a vento non potrebbero esistere senza ruote e assi. Anche la creazione di ceramiche in argilla si basa sulla ruota e sull'asse per la filatura. I sistemi di pulegge utilizzano più ruote e assi in combinazione tra loro.
