Delar av ett hjul och en axel

Grundvetenskapen lär att enkla maskiner länge har gjort arbete eller energiförbrukning lättare för människor. En typ av hävarm, hjul- och axelkombinationen roterar runt en central punkt som kallas en stödpunkt. Denna design gör att någon kan använda kraft när som helst och ändå producera rörelse, vilket avsevärt ökar deras användbarhet. Uppfinningen av hjulet för tusentals år sedan markerade en vändpunkt i den tidiga mänskliga civilisationen; hjulet och axeln har varit viktiga verktyg för mänskligheten sedan dess.

Vanligtvis rund i form kommer hjulet att rotera eller snurra antingen när något applicerar kraft på det eller när något applicerar kraft på axeln det är anslutet till. Ett hjul minskar friktionen mellan lasten och jorden, vilket resulterar i mindre förbrukad energi och därmed mindre arbete. Vissa hjul idag har tänder, vilket gör dem till kugghjul, medan andra är anslutna till trummor och blir vinschar eller remskivor.

En axel vilar i mitten av hjulet. Antingen kommer axeln att vrida ett hjul, som i en bil, eller ett hjul kommer att vrida en axel, som i ett vattenhjul. Hur som helst upplever axeln friktion som ett resultat, vilket kräver kraft för att övervinna. Axelns skönhet är att det kräver mycket mindre kraft för att skapa rörelse än att försöka dra något över marken. Många axlar ansluts till andra enheter, som vänder som ett resultat av hjulets och axelns rörelse.

Som spak, en typ av enkel maskin, gör hjulet och axeln tillsammans arbetet enklare genom att kräva mindre energi. De minskar friktionen kraftigt och möjliggör förflyttning av tyngre laster. De ger också hävstång, vilket innebär att de kan multiplicera kraften som appliceras på dem och ge större effekt. Ju större hjul, desto lättare kan en person skjuta en vagn. Detta inträffar eftersom den större diametern fungerar som om den vore en större hävarm, vilket multiplicerar kraften med en högre hastighet.

En person kan hitta hjul och axlar nästan överallt eftersom de är viktiga delar för många komplexa maskiner. Motorfordon vilar på hjul och axlar och använder till och med hjul för styrning. Hjul med tänder, kallade växlar, består av många delar av bilmotorer och andra typer av maskiner. Turbiner, vattenhjul, väderkvarnar kunde inte existera utan hjul och axlar. Till och med skapandet av lerkrukor är beroende av hjulet och axeln för att snurra. Remskivsystem använder flera hjul och axlar i kombination med varandra.