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轮是以圆形的物体造成大为减少磨擦。如果配上轴,即成为车的最主要构成部分。轮在交通运输中非常有用,是人类的重要发明之一。除了车轮以外,其他圆形的轮还有舵轮、飞轮等等。
轮的发明不但是交通运输的一大突破,更是人类技术的一项重要成就。轮和轴组合的轮轴是六种简单机械之一。由轮衍生的现代技术还有螺旋桨、喷射引擎、飞轮、陀螺仪、涡轮机等。
轮的历史
轮这种工具原来并不存在于大自然的动物或植物。自然世界内有些动物会滚动,但是没有动物是在轮子上移动。
据学者的研究,最早出现的车轮在距今6000年前左右在美索不达米亚、高加索及中欧等地出现,因此目前还无法断定是哪一个文化最早使用轮子。2002年时斯洛文尼亚的考古学家发现了卢布尔雅那沼泽轮,距今5,250 ± 100年,是世界上最早的木制车轮[1]。
《说文解字》:车,舆轮之緫名。在中国,古有黄帝造车(故号轩辕氏)、夏禹时车正奚仲造车之说。目前考古发现的中国最早的车出现于距今约3700年前的夏朝时期,出土于偃师二里头遗址,为双轮车,轨距约1.2米;殷墟发现的商朝时期的车,通常轮径1.22~1.47米,轨距2.15~2.40米;秦朝车同轨,轨距统一为六尺(约1.386米)。
机构及机能
当一物体受力,要在另一物体表面移动时,轮子可以减少摩擦力,使物体能够在表面上移动较长的距离。像马车即为这样的例子。
轮加上轴即为轮轴,是简单机械的一种,这种最基本的机器是人类应用技术的起点。轮子在扭力之下作出旋转。越接近轴心,扭力越大。把不同大小的轮接连,可造成复杂的机械。把轮与楔结合即成为齿轮。
轮子受力滚动时,其摩擦力较拖曳等重物品时要低,其原因和摩擦力有关,不过轮子滚动时摩擦力虽然较小,但仍然有称为滚动阻力的阻力,主因是由形变的能力损失所造成[2]。
轴承就是利用轮子阻力较小的原理,在内圈和外圈中间加入滚珠或滚轴,当内圈和外圈有相对运动时,所有邻近物体的相对运动都是滚动,从而减少内圈和外圈之间的摩擦力。不过也有些更简单的轴承,称为轴套或是平面轴承,直接让内圈和外圈之间有摩擦力,没有加入滚珠或滚轴等零件。
利用轮子还有一个好处:若经过的表面有一些高低起伏,若轮子的半径够大,可以越过凹凸之处,轮子仍然可以前进,不会受到影响。
视频
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参考文献
- ↑ 轮子发明史:为什么轮子是人类历史上最伟大的发明之一,最初用来做什么? ,搜狐,2019-11-14
- ↑ 轮子的小知识,新浪博客,2013-10-29