La scienza di base insegna che le macchine semplici hanno un lavoro lungo fatto, o il dispendio di energia, più facile per l'uomo. Un tipo di leva, la combinazione ruota e asse ruota attorno a un punto centrale chiamato fulcro. Questo design consente a chiunque di applicare la forza in qualsiasi momento e di produrre ancora movimento, il che aumenta notevolmente la loro utilità. L'invenzione della ruota di migliaia di anni fa segnò una svolta nella prima civiltà umana; la ruota e l'asse sono stati strumenti vitali per l'umanità da allora.

La ruota

Tipicamente di forma tondeggiante, la ruota ruoterà o ruoterà quando qualcosa applica forza su di essa o quando qualcosa applica forza all'asse a cui è collegato. Una ruota riduce l'attrito tra il carico che trasporta e il terreno, con conseguente minor dispendio di energia e quindi meno lavoro. Alcune ruote oggi hanno i denti, le fanno ingranaggi, mentre altre sono collegate alla batteria e diventano verricelli o pulegge.

L'assale

Un asse poggia al centro della ruota. O l'asse girerà una ruota, come in una macchina, o una ruota girerà un asse, come in una ruota idraulica. In entrambi i casi, l'asse sperimenta l'attrito come risultato, che richiede la forza per superare. La bellezza dell'asse è che richiede molta meno forza per creare movimento rispetto al tentativo di trascinare qualcosa attraverso il terreno. Molti assi si collegano ad altri dispositivi, che ruotano come risultato del movimento combinato della ruota e dell'asse.

Come funzionano

Come leva, un tipo di macchina semplice, la ruota e l'asse insieme facilita il lavoro richiedendo meno energia. Riducono notevolmente l'attrito e consentono il movimento di carichi più pesanti. Forniscono anche leva, nel senso che possono moltiplicare la forza applicata a loro e dare maggiore output. Più grande è la ruota, più facile una persona può spingere un carrello. Ciò si verifica perché il diametro più grande agisce come se fosse una leva più grande, moltiplicando così la forza a un ritmo più elevato.

Applicazioni moderne

Una persona può trovare ruote e assi quasi dappertutto in quanto vitali parti a molte macchine complesse. I veicoli a motore poggiano su ruote e assi e utilizzano persino le ruote per sterzare. Le ruote dentate, dette ingranaggi, comprendono molte parti di motori per automobili e altri tipi di macchinari. Turbine, ruote idrauliche, mulini a vento non potevano esistere senza ruote e assi. Anche la creazione di ceramiche d'argilla si basa sulla ruota e sull'asse per la rotazione. I sistemi di pulegge utilizzano diverse ruote e assi in combinazione tra loro.