Hjulet

Nedanstående innehåll är skapat av Mimers Brunns besökare. Kommentera arbete

Ett hjul är en cirkel-, torus- eller cylinderformad konstruktion som är till för att underlätta en linjär rörelse, eller omvandla en linjär rörelse till rotationsrörelse. Det finns olika sorters hjul, några av dessa är följande: Vagnshjulet, används för att sätta ett fordon i rörelse. Kugghjulet, används för att överföra krafter. Svänghjulet, som är till för att bevara energi, med mera. Hjulet brukar anses som en av mänsklighetens äldsta uppfinningar och räknas till en av de sex enkla maskinerna.

Mekanik

Att flytta en farkost (ett fordon) med ett eller flera hjul kräver inte lika stort arbete som när en släde dras för hand. Detta kommer sig av att det blir mycket mindre friktion.
Ett hjul i rörelse har alltid någon form av mekaniskt moment. Rotationen uppstår när det finns vridmoment som verkar på hjulet eller om hjulet har lagrat rörelsemängdsmoment. Det motsatta gäller också. På ett stillastående hjul verkar dock inget moment. Ett roterande hjul stretar emot vissa rörelser, eller balanserar sig själv. Hjulet följer giroskopets princip.

Ett hjul kan användas för att lagra energi, vilket används vid stora anläggningar som är effektkrävande, exempelvis för att framställa starka magnetfält. Med hjälp av elektricitet kan hjulet "laddas upp" (roteras) under en lång tid utan att belasta det känsliga elnätet. Rotationsenergin kan sedan återomvandlas till elektricitet på mycket kort tid, vilket ger en hög effekt. Skulle denna effekt istället tas ut direkt från elnätet, skulle nätet kollapsa. Detta kan jämföras med ett vattenkraftverk, då något som liknar ett kugghjul fångar upp vattnets rörelseenergi. Denna rörelseenergin sätter då hjulet i rörelse och den rörelseenergin som nu finns i hjulet omvandlas i en katalysator till elektricitet.

Historia

Det är en vanlig uppfattning att det första hjulet var stockhjulet, och att det användes till rullning av båtar. Men man tror mer på att hjulet användes för att rulla slädar, och att det var den utlösande faktorn för framtagande av hjulet. Stockhjulet är ett kort stycke trädstam som man borrat ett hål igenom. Men arkeologer har hittat tidigare fynd av skivhjulet. Skivhjulet fick man fram genom att såga ur en bred planka ur ett träd som man sedan högg ur ett hjul i. Denna konstruktion spjälkade inte lika lätt som stockhjulets. Hjulet lev dock fyrkantigt med tiden. Denna sorts hjul användes för mer än 5000 år sedan. Världens äldsta exemplar av ett ”riktigt” är ett skivhjul från Schweiz ifrån den tiden.
1000 år senare lärde man sig göra hjul med ekrar.

Den äldsta kända användningen av hjulet anses idag vara som drejskiva vid keramiktillverkning cirka 3500 f.Kr. i området runt Mesopotamien. Vagnshjulet uppfanns även oberoende i Kina cirka 2500 f.Kr. Även inkaindianer och andra västliga samhällen konstruerade hjullika mekanismer. Man har funnit leksaker för barn som innehåller hjullika konstruktioner, och dessa dateras till år 1500 f.Kr. Även om hjulet härstammar från Afrika så introducerades det inte i samhällen kring Sahara eller på kontinenten Australien förrän européerna började besöka dessa områden.

Notera att de första indikationerna på människan (Homo sapiens) dateras till omkring 100000 f.Kr och att under cirka 96 000 år har personer med samma kapacitet som vår egen gått omkring innan
upptäckten av hjulet gjordes. Det finns dock indikationer att människorna på den tiden levde i små grupper och de hade då ingen nytta av att transportera materiel någon längre sträcka. Dessutom kräver hjulet en hjulaxel som är fastsatt i en bädd, en mer komplex konstruktion.

Inte heller har den biologiska evolutionen på makronivå utvecklat organismer med de energifördelar hjulet ger om man bortser från vissa spindelarter som rullar ihop sig till en rund boll och flyr undan v...