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維基少年:事物如何運作/輪子

來自華夏公益教科書

輪子是一種圓形物體,它與軸一起可以輕鬆滾動。它們最初廣泛用於運輸。輪子可以指許多其他旋轉的圓形物體,例如方向盤和飛輪。

誰發明的?

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伊朗國家博物館展出的輪子。

輪子是在史前時代發明的,其發現可能多次獨立重複進行。迄今發現的最古老的輪子來自美索不達米亞地區(伊拉克),因此它可能是在今天的伊拉克附近發明的。輪子可能是受滾動樹幹的簡單觀察啟發而產生的。當多個樹幹緊密排列在地面上,並在其上放置重物時,可以更容易地移動該物體。與在地面上拖動物體相比,滾動樹幹產生的摩擦力更小。

事實上,最早的輪子就是樹幹。接下來的發展是使用透過軸連線在一起的樹幹切片。後來,這些輪子變成了用木頭製成的圓盤,圓盤上有一個孔用於安裝軸。考古學家發現的最古老的木輪是在公元前 3350 年至 3100 年間製造的。由於最早的輪子是用木頭製造的,而木頭會隨著時間的推移而腐爛和分解,我們可以假設可能存在更早的輪子。

有輻條的輪子是最近才發明的。這種型別的輪子使人們能夠製造更輕便、更快的車輛。已知的最早的例子是大約公元前 2000 年建造的戰車。

它如何獲得動力?

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輪子必須具有某種外部動力源才能移動。當您拿起一輛手推車並將其滾到您面前時,您就是動力源。汽車上的輪子的動力源是發動機。

但輪子之所以成為一項非常重要且有用的技術,是因為它的機械優勢。輪子獲得機械優勢是因為它減少了摩擦力。摩擦力是兩個相互接觸的物體之間的吸引力。它使它們難以分離。輪子克服這種摩擦力的能力使其如此強大。

它是如何工作的?

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輪子透過滾動工作。滾動是減少摩擦力的有效方法。當您將一個塊體滑過光滑的表面時,它會滑行一段距離然後停止。當您將一個球體滾過那個表面時,它會滾動很遠。滾動摩擦力遠小於滑動摩擦力。

輪子有兩個基本部分;輪子本身和軸。輪子本身是一個圓盤。軸是位於圓盤中心的軸。有時圓盤本身在軸上旋轉。通常軸固定在圓盤上,輪子和軸一起旋轉。無論哪種情況,使輪子有效工作的關鍵是減少兩個表面相互滑動時的摩擦力。

它有多危險?

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唯一的危險是輪子承載的負荷,因為它可能會壓碎下面的東西,例如多噸重的卡車,或者輪子的旋轉速度,例如圓鋸。

它做什麼?

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輪子滾動。當輪子在地面上滾動時,只有一小部分表面在任何時間點都與地面接觸。這減少了摩擦力。例如,如果你有一個箱子在地面上,整個箱子都與地面接觸。然而,如果安裝了輪子,只有輪子的底部與地面接觸。此外,滾動透過限制移動所需的滑動量來減少摩擦力。透過滾動,輪子使物品更容易從一個地方移動到另一個地方。

有許多形式的輪子,例如水輪。所有這些都依賴於圍繞軸旋轉的基本原理,以幫助在付出最少努力的情況下產生可用的工作。

它如何變化?

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輪子的發明不僅對運輸工具而言意義重大,而且對技術的總體發展而言也很重要,重要的應用包括水輪、齒輪和紡車。輪子更現代的後代包括螺旋槳、陀螺儀和渦輪。

它如何改變了世界?

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輪子以難以置信的方式改變了世界。輪子為我們做出的最大貢獻是為我們提供了更輕鬆、更快的運輸方式。它為我們帶來了火車、汽車以及許多其他運輸工具。

除了上面提到的輪子帶來的優勢外,值得一提的是,它的創造有助於發現另一種重要發明,螺絲釘。它與輪子類似,儘管許多人將其視為一項獨立的發明。

在它被創造之前,必須發展哪些想法和/或發明?

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輪子是一臺非常簡單的機器,製造輪子只需要使用簡單的工具的能力。

它容易製造嗎?

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用木材製造輪子並不容易。如果你有特殊的工具,你就可以製造它。

參考文獻

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華夏公益教科書