輪
輪是以圓形的物體造成大為減少磨擦。如果配上軸,即成為車的最主要構成部分。輪在交通運輸中非常有用,是人類的重要發明之一。除了車輪以外,其他圓形的輪還有舵輪、飛輪等等。
輪的發明不但是交通運輸的一大突破,更是人類技術的一項重要成就。輪和軸組合的輪軸是六種簡單機械之一。由輪衍生的現代技術還有螺旋槳、噴射引擎、飛輪、陀螺儀、渦輪機等。
目錄
輪的歷史
輪這種工具原來並不存在於大自然的動物或植物。自然世界內有些動物會滾動,但是沒有動物是在輪子上移動。
據學者的研究,最早出現的車輪在距今6000年前左右在美索不達米亞、高加索及中歐等地出現,因此目前還無法斷定是哪一個文化最早使用輪子。2002年時斯洛文尼亞的考古學家發現了盧布爾雅那沼澤輪,距今5,250 ± 100年,是世界上最早的木製車輪[1]。
《說文解字》:車,輿輪之緫名。在中國,古有黃帝造車(故號軒轅氏)、夏禹時車正奚仲造車之說。目前考古發現的中國最早的車出現於距今約3700年前的夏朝時期,出土於偃師二里頭遺址,為雙輪車,軌距約1.2米;殷墟發現的商朝時期的車,通常輪徑1.22~1.47米,軌距2.15~2.40米;秦朝車同軌,軌距統一為六尺(約1.386米)。
機構及機能
當一物體受力,要在另一物體表面移動時,輪子可以減少摩擦力,使物體能夠在表面上移動較長的距離。像馬車即為這樣的例子。
輪加上軸即為輪軸,是簡單機械的一種,這種最基本的機器是人類應用技術的起點。輪子在扭力之下作出旋轉。越接近軸心,扭力越大。把不同大小的輪接連,可造成複雜的機械。把輪與楔結合即成為齒輪。
輪子受力滾動時,其摩擦力較拖曳等重物品時要低,其原因和摩擦力有關,不過輪子滾動時摩擦力雖然較小,但仍然有稱為滾動阻力的阻力,主因是由形變的能力損失所造成[2]。
軸承就是利用輪子阻力較小的原理,在內圈和外圈中間加入滾珠或滾軸,當內圈和外圈有相對運動時,所有鄰近物體的相對運動都是滾動,從而減少內圈和外圈之間的摩擦力。不過也有些更簡單的軸承,稱為軸套或是平面軸承,直接讓內圈和外圈之間有摩擦力,沒有加入滾珠或滾軸等零件。
利用輪子還有一個好處:若經過的表面有一些高低起伏,若輪子的半徑夠大,可以越過凹凸之處,輪子仍然可以前進,不會受到影響。
視頻
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參考文獻
- ↑ 輪子發明史:為什麼輪子是人類歷史上最偉大的發明之一,最初用來做什麼? ,搜狐,2019-11-14
- ↑ 輪子的小知識,新浪博客,2013-10-29