vžili jste se někdy do kůže někoho, kdo žil před tisíci lety a přemýšlel, jak lidé žili dávno bez moderních vymožeností a technologií? Jak byly budovy postaveny? Jak se lidé dostali kolem, když tam nebyla auta, kočáry nebo dokonce kola?
Představte si, že potřebujete přepravovat stavební materiály, jako jsou těžké skalní desky, ze skalního lomu na místo vaší nové budovy, na míle daleko. Jak byste to udělali bez kamionu s koly nebo dokonce s vozíkem? Nějak to lidé dělali bez pomoci kola a nápravy po tisíce let!
přestože je kolo a náprava často spojována s velmi ranými lidmi nebo „jeskynními lidmi“, byla vynalezena relativně nedávno. Byl to tak složitý a náročný vynález, že přišel mnohem později v naší době zde na Zemi, během období lidských dějin zvaného doba bronzová.
nikdo neví jistě, jak bylo vynalezeno kolo a náprava, ale víme, že to bylo vynalezeno v době, kdy lidé již začali stavět plachetnice a odlévat kovové slitiny jako bronz. Historici věří, že kolo a náprava se datuje více než 5 500 let a byl pravděpodobně poprvé vyvinut na Středním východě nebo možná dále na sever, ve východní Evropě. Je považován za jeden ze šesti jednoduchých strojů, spolu s pákou, kladkou, nakloněnou rovinou, klínem a šroubem.
Dokážete si představit svět bez kola a nápravy? Mnoho pracovních míst by bylo mnohem těžší a doprava by určitě vypadala mnohem jinak než dnes. V mnoha praktických ohledech, kolo a náprava dělá svět jít kolem (žádná slovní hříčka určena!).
někteří by si mohli myslet, že je divné nazývat kolo a nápravu strojem. Z vědeckého hlediska, ačkoli, stroj je prostě něco, co dělá sílu větší. Jinými slovy, když aplikujete sílu na stroj, zvětšuje velikost síly a aplikuje tuto větší sílu někde jinde.
například kladivo je stroj. Přemýšlejte o práci, kterou dělá tlačí hřebík do kusu dřeva. Bez kladiva byste se mohli snažit co nejvíce, ale holýma rukama byste nemohli zatlačit hřebík do kusu dřeva. S kladivem však můžete klepnout na hlavu hřebíku, dokud nebude pevně zapuštěn do dřeva.
jak tedy kolo a náprava zvětšují sílu? Přemýšlejte o nakupování potravin. Naplníte svůj vozík až po okraj a kolečkem jej do jízdního pruhu a nakonec ven k autu. Teď přemýšlejte o tom, kolik síly byste museli použít k pohybu vozíku, kdyby neměl kola.
Dokážete si představit, že byste ji táhli po zemi přes obchod a ven k autu? Kola znásobují sílu, kterou používáte k zatlačení vozíku, snižují tření a přidávají pákový efekt, což vám umožní poměrně snadno pohybovat těžkým nákladem.
kolo a náprava mohou také znásobit rychlost a vzdálenost. Například při jízdě na kole působíte silou na nápravu. Náprava zase přenáší tuto sílu na připojené kolo, které je mnohem větší a umožňuje vám pohybovat se dále a rychleji, než byste mohli pouhým použitím síly na nápravu samotnou.
Mezi další příklady kola a nápravy patří knoflíky dveří, šroubováky, volanty a dokonce i šlehače vajec. Vědci nazývají částku, o kterou kolo a náprava znásobí sílu svou mechanickou výhodu. Mechanickou výhodu kola a nápravy lze vypočítat vydělením poloměru kola poloměrem nápravy.
například, pokud je poloměr kola 24 palců a poloměr jeho nápravy je čtyři palce, pak jeho mechanická výhoda je 24 děleno čtyřmi nebo šesti. Mechanická výhoda šesti znamená, že kolo a náprava znásobí sílu šestkrát nebo vám umožní splnit úkol pomocí šestiny síly, kterou byste jinak potřebovali.