Was ist ein Rad und eine Achse?
Ein Rad und eine Achse bilden zusammen die wichtigste aller einfachen Maschinen. Eine Achse ist eine zylindrische Stange, und ein Rad ist ein kreisförmiger, scheibenförmiger Gegenstand mit einem Loch in der Mitte, das genau die richtige Größe hat, um die Achse aufzunehmen. Die meisten Achsen sind so konstruiert, dass sie an beiden Enden ein Rad haben. Die Räder drehen sich um die Achse, die an einem Fahrzeugtyp angebracht ist. Die Erfindung des Rades ist eine der wichtigsten in der Geschichte des Menschen, ähnlich wichtig wie die Entdeckung des Feuers und die Entwicklung der Schrift und der Elektrizität.
Die frühesten Darstellungen von Radfahrzeugen stammen aus der Zeit um 3500 v. Etwa zur gleichen Zeit tauchten im heutigen Russland, in Mesopotamien und in Europa Radfahrzeuge auf, so dass die genaue Herkunft unbekannt ist. Es ist möglich, dass das Rad und die Achse schon früher entstanden sind, aber es gibt keine archäologischen Beweise, die dies bestätigen oder widerlegen könnten.
Diese einfache Maschine bietet einen enormen mechanischen Vorteil beim Bewegen von Objekten von einem Ort zum anderen. Durch Drehen um eine Achse überwindet das Rad die Reibung, die beim Ziehen der Last entstehen würde. Der mechanische Vorteil eines Rades wird durch Aufbringen einer Kraft auf das Rad um seine Achse erzielt. Die ersten Fahrzeuge mit Rädern waren Streitwagen und einfache Wagen, die von Menschen, Pferden oder anderen Tieren gezogen wurden.
In der heutigen Zeit kann man ein Rad und eine Achse in Dutzenden von Anwendungen mit geringem Aufwand finden. Automobile, Fahrräder und fast jede andere Form des Bodentransports nutzen diese einfache Maschine. Sogar Flugzeuge verwenden Räder und Achsen an ihrem Fahrwerk. Bürostühle, Schubkarren und Rollschuhe verwenden alle Variationen dieses Geräts.
Im Laufe der Jahrhunderte wurden Rad und Achse seit ihrer Erfindung mit vielen Verbesserungen und Anpassungen an eine Reihe von Verwendungszwecken angepasst. Eine Ankerwinde war ein weit verbreitetes Gerät, bei dem ein Seil um eine dicke Achse gewickelt war. Durch Drehen des Rades, das häufig mit um den Umfang verteilten Griffen ausgestattet war, wurde ein großer mechanischer Vorteil erzielt, der das Bewegen oder Heben schwerer Lasten ermöglichte. Mit Rädern und Achsen gekoppelte Zahnräder ermöglichen es, die Kraft zwischen der Kraftquelle und dem Rad zu vervielfachen. Beispielsweise kann ein einfaches Fahrrad einen mechanischen Vorteil bieten, der ein Vielfaches der Arbeit ausmacht, die auf die Pedale ausgeübt wird.