Che cos'è una ruota e un asse?

Una ruota e un asse, presi in coppia, formano la più importante di tutte le macchine semplici. Un asse è un'asta cilindrica e una ruota è un oggetto circolare a forma di disco con un foro al centro delle dimensioni giuste per accettare l'asse. La maggior parte degli assi è progettata per avere una ruota su entrambe le estremità. Le ruote ruotano attorno all'asse, che è attaccato ad un tipo di veicolo. L'invenzione della ruota è una delle più importanti nella storia dell'uomo, simile per importanza alla scoperta del fuoco e allo sviluppo della scrittura e dell'elettricità.

Le prime raffigurazioni di veicoli a ruote risalgono al 3500 a.C. circa. I veicoli a ruote sono apparsi, all'incirca nello stesso momento, in quella che oggi è la Russia, la Mesopotamia e l'Europa, quindi la posizione esatta della sua origine è sconosciuta. È possibile che la ruota e l'asse abbiano avuto origine anche prima di questo, ma non esistono prove archeologiche per confermarlo o smentirlo.

Questa semplice macchina offre un enorme vantaggio meccanico nell'esecuzione del lavoro di spostamento di oggetti da un luogo all'altro. Girando attorno ad un asse, la ruota supera l'attrito che si genererebbe trascinando il carico che trasporta. Il vantaggio meccanico di una ruota si ottiene applicando una sorta di forza alla ruota attorno al suo asse. I primi veicoli a ruote erano carri e carri semplici, trainati da umani, cavalli o altri animali.

Nei tempi moderni, si può trovare una ruota e un asse in dozzine di applicazioni con poco sforzo. Automobili, biciclette e quasi ogni altra forma di trasporto via terra utilizzano questa semplice macchina. Persino gli aeroplani usano ruote e assi sul carrello di atterraggio. Sedie da ufficio, carriole e pattini a rotelle utilizzano tutte le varianti di questo dispositivo.

Nel corso dei secoli, sin dalla loro invenzione, la ruota e l'asse sono stati adattati a numerosi usi con molti miglioramenti e adattamenti. Un verricello era un dispositivo comune, usando una corda avvolta attorno ad un asse spesso. Ruotando la ruota, che era spesso dotata di maniglie distanziate attorno alla sua circonferenza, è stato ottenuto un grande vantaggio meccanico, che consente di spostare o sollevare carichi pesanti. Gli ingranaggi accoppiati a ruote e assi consentono di moltiplicare la forza tra la fonte di energia e la ruota. Una semplice bicicletta, ad esempio, può dare un vantaggio meccanico di un fattore di più volte il lavoro che viene applicato ai pedali.