Vad är ett hjul och axel?

Ett hjul och axel, taget som ett par, utgör det viktigaste av alla enkla maskiner. En axel är en cylindrisk stång, och ett hjul är ett cirkulärt, skivformat föremål med ett hål i mitten som är precis i rätt storlek för att acceptera axeln. De flesta axlar är utformade för att ha ett hjul i vardera änden. Hjulen vänder runt axeln, som är fäst vid någon typ av fordon. Uppfinningen av hjulet är en av de viktigaste i människans historia, liknande betydelse som upptäckten av eld och utvecklingen av skrivande och elektricitet.

De tidigaste avbildningarna av hjulfordon går från cirka 3500 fvt. Hjulfordon dök upp ungefär samtidigt i det som nu är Ryssland, Mesopotamien och Europa, så den exakta platsen för dess ursprung är okänd. Det är möjligt att hjulet och axeln härstammar ännu tidigare än detta, men det finns inga arkeologiska bevis för att varken bekräfta eller motbevisa detta.

Denna enkla maskin ger en enorm mekanisk fördel när man utför arbetet med att flytta föremål från en plats till en annan. Genom att vrida om en axel övervinner hjulet friktionen som skulle alstras genom att dra lasten det bär. Den mekaniska fördelen med ett hjul uppnås genom att tillämpa någon form av kraft på hjulet runt dess axel. De tidigaste hjulfordonen var vagnar och enkla vagnar, drogs av människor, hästar eller andra djur.

I modern tid kan man hitta ett hjul och axel i dussintals applikationer med liten ansträngning. Bilar, cyklar och nästan alla andra former av marktransport använder denna enkla maskin. Även flygplan använder hjul och axlar på landningsutrustningen. Kontorsstolar, skottkärror och rullskridskor använder alla variationer av denna enhet.

Under århundradena, sedan deras uppfinning, har hjulet och axeln anpassats till ett antal användningsområden med många förbättringar och anpassningar. En vindglas var en vanlig enhet med ett rep lindat runt en tjock axel. Genom att vrida på hjulet, som ofta var utrustat med handtag fördelade runt dess omkrets, uppnåddes en stor mekanisk fördel, vilket gjorde att tunga laster kunde flyttas eller lyftas. Kuggar kombinerade med hjul och axlar gör det möjligt att multiplicera kraft mellan kraftkällan och hjulet. En enkel cykel till exempel kan ge en mekanisk fördel med en faktor flera gånger det arbete som används på pedalerna.