Фундаментальная наука учит, что простые машины уже давно облегчают людям работу или расход энергии. Тип рычага, комбинация колеса и оси вращается вокруг центральной точки, называемой точкой опоры. Такая конструкция позволяет кому-то применять силу в любой точке и при этом производить движение, что значительно увеличивает их полезность. Изобретение колеса тысячи лет назад ознаменовало поворотный момент в ранней человеческой цивилизации; колесо и ось с тех пор были жизненно важными инструментами для человечества.
Колесо
Обычно колесо имеет круглую форму, оно будет вращаться или вращаться, когда что-то прикладывает к нему силу или когда что-то прикладывает силу к оси, с которой оно соединено. Колесо уменьшает трение между грузом, которое оно несет, и землей, что приводит к меньшим затратам энергии и, следовательно, к меньшему количеству работы. Некоторые колеса сегодня имеют зубья, что делает их шестернями, в то время как другие соединены с барабанами и становятся лебедками или шкивами.
Ось
Ось находится в центре колеса. Либо ось будет вращать колесо, как в автомобиле, либо колесо будет вращать ось, как в водяном колесе. В любом случае ось испытывает трение, которое требует силы для преодоления. Прелесть оси в том, что для ее движения требуется гораздо меньше силы, чем при попытке перетащить что-то по земле. Многие оси соединяются с другими устройствами, которые поворачиваются в результате совместного движения колеса и оси.
Как они работают
В качестве рычага, типа простой машины, колесо и ось вместе облегчают работу, требуя меньше энергии. Они значительно уменьшают трение и позволяют перемещать более тяжелые грузы. Они также обеспечивают рычаги воздействия, что означает, что они могут умножить прилагаемую к ним силу и обеспечить большую производительность. Чем больше колесо, тем легче человек толкает тележку. Это происходит потому, что больший диаметр действует так, как если бы это был больший рычаг, тем самым увеличивая силу с большей скоростью.
Современные приложения
Человек может найти колеса и оси почти везде, поскольку они являются жизненно важными частями многих сложных машин. Автомобили опираются на колеса и оси и даже используют колеса для управления. Колеса с зубьями, называемые шестернями, составляют многие части автомобильных двигателей и других типов машин. Турбины, водяные колеса, ветряные мельницы не могли существовать без колес и осей. Даже создание глиняной посуды зависит от вращения колеса и оси. В шкивных системах используется несколько колес и осей, соединенных друг с другом.