har du nogensinde sat dig selv i skoene til en person, der levede for tusinder af år siden og spekulerede på, hvordan folk levede for længe siden uden moderne bekvemmeligheder og teknologi? Hvordan blev bygninger bygget? Hvordan kom folk rundt, hvis der ikke var biler, vogne eller endda cykler?
Forestil dig at skulle transportere byggematerialer, såsom tunge stenplader, fra et stenbrud til stedet for din nye bygning, miles væk. Hvordan ville du gøre det uden en lastbil med hjul eller endda en rullende vogn? På en eller anden måde gjorde folk det uden hjælp fra et hjul og aksel i tusinder af år!
selvom hjulet og akslen ofte er forbundet med meget tidlige mennesker eller “Hulemænd”, blev det opfundet relativt for nylig. Det var en så kompleks og udfordrende opfindelse, at den kom meget senere i vores tid her på jorden, i en periode med menneskets historie kaldet Bronsealderen.
ingen ved med sikkerhed, hvordan hjulet og akslen blev opfundet, men vi ved, at det blev opfundet i en tid, hvor mennesker allerede var begyndt at konstruere sejlbåde og støbe metallegeringer som bronse. Historikere mener, at hjulet og akslen går tilbage over 5.500 år og sandsynligvis først blev udviklet i Mellemøsten eller muligvis længere nordpå i Østeuropa. Det betragtes som en af de seks enkle maskiner sammen med håndtaget, remskiven, skråt plan, kile og skrue.
kan du forestille dig en verden uden hjul og aksel? Mange arbejdspladser ville være meget sværere og transport ville helt sikkert se meget anderledes end det gør i dag. På mange praktiske måder får hjulet og akslen verden til at gå rundt (ingen ordspil beregnet!).
nogle synes måske, det er underligt at kalde et hjul og aksel en maskine. I videnskabelige termer er en maskine simpelthen noget, der gør en kraft større. Med andre ord, når du anvender en kraft på en maskine, øger den kraftens størrelse og anvender den større kraft et andet sted.
for eksempel er en hammer en maskine. Tænk på det job, det gør ved at skubbe et søm ind i et stykke træ. Du kunne prøve så hårdt som muligt uden en hammer, men du ville ikke være i stand til at skubbe et søm ind i et stykke træ med dine bare hænder. Med en hammer kan du dog trykke på neglens hoved, indtil det er fast indlejret i træet.
så hvordan gør et hjul og aksel en kraft større? Tænk på at gå dagligvarer. Du fylder din vogn til randen og kører den til kassen og i sidste ende ud til din bil. Tænk nu på, hvor meget kraft du skal bruge til at flytte den vogn, hvis den ikke havde hjul.
kan du forestille dig at trække den langs jorden gennem butikken og ud til din bil? Hjulene multiplicerer den kraft, du bruger til at skubbe vognen, reducerer friktion og tilføjer gearing undervejs, så du kan flytte en tung belastning ganske let.
hjulet og akslen kan også formere hastighed og afstand. For eksempel, når du cykler, anvender du kraft på akslen. Akslen overfører igen denne kraft til det vedhæftede hjul, som er meget større og giver dig mulighed for at bevæge dig længere og hurtigere end du kunne ved blot at anvende kraft på akslen alene.
andre eksempler på hjul og aksel inkluderer dørhåndtag, skruetrækkere, rat og endda ægpiskere. Forskere kalder det beløb, hvormed et hjul og aksel multiplicerer en kraft sin mekaniske fordel. Den mekaniske fordel ved et hjul og en aksel kan beregnes ved at dividere hjulets radius med akselens radius.
hvis for eksempel et hjuls radius er 24 tommer, og akselens radius er fire tommer, er dens mekaniske fordel 24 divideret med fire eller seks. En mekanisk fordel ved seks betyder, at hjulet og akslen multiplicerer en kraft seks gange eller giver dig mulighed for at udføre en opgave ved hjælp af en sjettedel af den kraft, du ellers ville have brug for.