Základná veda učí, že jednoduché stroje už dávno uľahčili ľuďom prácu alebo výdaj energie. Kombinácia páky, kombinácie kolesa a nápravy sa otáča okolo centrálneho bodu, ktorý sa nazýva otočný bod. Táto konštrukcia umožňuje niekomu pôsobiť silou v ktoromkoľvek bode a stále produkovať pohyb, čo výrazne zvyšuje jeho užitočnosť. Vynález kolesa pred tisíckami rokov znamenal zlom v ranej ľudskej civilizácii; koleso a náprava boli odvtedy životne dôležitým nástrojom pre ľudstvo.
Koleso
Koleso má zvyčajne okrúhly tvar a bude sa točiť alebo točiť buď vtedy, keď na neho niečo vyvinie silu, alebo keď niečo vyvinie silu na nápravu, s ktorou je spojená. Koleso znižuje trenie medzi zaťažením, ktoré prenáša, a zemou, čo vedie k menšej vynaloženej energii a tým pádom k menšej práci. Niektoré kolesá dnes majú zuby, vďaka čomu sú prevodové stupne, zatiaľ čo iné sú spojené s bubnami a stávajú sa z nich navijaky alebo kladky.
Náprava
Náprava spočíva v strede kolesa. Buď bude náprava točiť kolesom, ako v automobile, alebo koleso bude točiť nápravou, ako vo vodnom kolese. Či tak alebo onak, náprava má vo výsledku trenie, ktoré vyžaduje prekonanie sily. Krása nápravy spočíva v tom, že na vytvorenie pohybu je potrebná oveľa menšia sila ako pokus o pretiahnutie niečoho po zemi. Mnoho náprav sa pripája k iným zariadeniam, ktoré sa otáčajú v dôsledku kombinovaného pohybu kolesa a nápravy.
Ako fungujú
Ako páka, typ jednoduchého stroja, koleso a náprava spoločne uľahčujú prácu tým, že vyžadujú menší prísun energie. Výrazne znižujú trenie a umožňujú pohyb ťažších bremien. Poskytujú tiež pákový efekt, čo znamená, že môžu znásobiť silu, ktorá na nich pôsobí, a poskytnúť väčší výkon. Čím väčšie je koleso, tým ľahšie môže človek tlačiť na vozík. K tomu dochádza, pretože väčší priemer pôsobí, akoby to bola väčšia páka, a tak znásobuje silu vyššou rýchlosťou.
Moderné aplikácie
Osoba môže nájsť kolesá a nápravy takmer všade, pretože sú nevyhnutnou súčasťou mnohých zložitých strojov. Motorové vozidlá spočívajú na kolesách a nápravách a na riadenie dokonca používajú kolesá. Kolesá so zubami, ktoré sa nazývajú ozubené kolesá, pozostávajú z mnohých častí motorov automobilov a iných typov strojov. Turbíny, vodné kolesá, veterné mlyny by nemohli existovať bez kolies a náprav. Aj tvorba hlinenej keramiky sa pri pretočení spolieha na koleso a nápravu. Kladkové systémy využívajú niekoľko kolies a náprav spolu.
