Basiswetenschap leert dat eenvoudige machines het werk, of het verbruik van energie, lange tijd voor mensen gemakkelijker hebben gemaakt. Een type hefboom, de wiel- en ascombinatie roteert rond een centraal punt dat een draaipunt wordt genoemd. Dit ontwerp stelt iemand in staat om op elk punt kracht uit te oefenen en toch beweging te produceren, wat hun bruikbaarheid enorm vergroot. De uitvinding van het wiel duizenden jaren geleden markeerde een keerpunt in de vroege menselijke beschaving; het wiel en de as zijn sindsdien essentiële instrumenten voor de mensheid geweest.
Het wiel
Meestal rond van vorm, zal het wiel draaien of draaien wanneer er kracht op wordt uitgeoefend of wanneer iets kracht uitoefent op de as waarmee het is verbonden. Een wiel vermindert de wrijving tussen de last die het draagt en de grond, wat resulteert in minder energieverbruik en dus minder werk. Sommige wielen hebben tegenwoordig tanden, waardoor ze tandwielen zijn, terwijl andere zijn verbonden met trommels en lieren of katrollen worden.
de as
Een as rust in het midden van het wiel. Ofwel de as zal een wiel draaien, zoals in een auto, of een wiel zal een as draaien, zoals in een waterrad. Hoe dan ook, de as ondervindt daardoor wrijving, waarvoor kracht nodig is om te overwinnen. Het mooie van de as is dat er veel minder kracht nodig is om beweging te creëren dan om iets over de grond te slepen. Veel assen sluiten aan op andere apparaten, die draaien als gevolg van de gecombineerde beweging van wiel en as.
Hoe ze werken
Als hefboom, een soort eenvoudige machine, maken het wiel en de as samen het werk gemakkelijker door minder energie te verbruiken. Ze verminderen de wrijving aanzienlijk en maken het verplaatsen van zwaardere lasten mogelijk. Ze bieden ook een hefboomwerking, wat betekent dat ze de kracht die erop wordt uitgeoefend kunnen vermenigvuldigen en een grotere output kunnen geven. Hoe groter het wiel, hoe gemakkelijker een persoon een kar kan duwen. Dit gebeurt omdat de grotere diameter werkt alsof het een grotere hefboom is, waardoor de kracht met een hogere snelheid wordt vermenigvuldigd.
Moderne toepassingen
Een persoon kan bijna overal wielen en assen vinden, omdat het vitale onderdelen zijn van veel complexe machines. Motorvoertuigen rusten op wielen en assen en gebruiken zelfs wielen om te sturen. Wielen met tanden, tandwielen genoemd, bestaan uit veel onderdelen van automotoren en andere soorten machines. Turbines, waterraderen, windmolens zouden niet kunnen bestaan zonder wielen en assen. Zelfs het maken van aardewerk van klei is afhankelijk van het wiel en de as om te draaien. Katrolsystemen maken gebruik van verschillende wielen en assen in combinatie met elkaar.