Rueda
“Daré un punto de contención y moveré la tierra”, dijo Arquímedes. Para Arquímedes, con muy poca fuerza, era teóricamente posible realizar trabajos que requerían grandes energías. Y todo ello gracias a las llamadas máquinas simples; la rueda es sólo una de sus aplicaciones.
Lo que vemos girando es un instrumento simple, pero sin duda ha sido uno de los inventos más importantes para el ser humano.
Sin embargo, a veces se cuestiona cuál fue el primer uso de la rueda. Muchos creen que el origen de la rueda es poner un montón de troncos en el suelo y llevar encima una carga de deslizamiento. Sin embargo, la idea de que la rueda viene por esa vía no es correcta. Los arqueólogos han confirmado que el primer ensayo de este tipo fue el torno del alfarero. Por tanto, el primer alfarero y después el hombre utilizó la rueda para el transporte.
El transporte supuso un gran avance gracias a la rueda. El transporte de mercancías de un pueblo a otro era más fácil y los pueblos enteros migraron a las ciudades donde disponían de alimentos y suministros primarios.
Historia de la Rueda
Las primeras ruedas de la historia, tanto usadas por el alfarero como la rueda de transporte, ambas de madera, no han llegado a nuestras manos ninguna huella, ya que se han corrompido. Sin embargo, se puede asegurar que conocían tornos de madera, ya que es evidente que los envases de barro que se han encontrado se fabricaron en esta rueda. En Mesopotamia se encontraron los primeros objetos de barro fabricados en torno, aproximadamente a. C. 3.500 años. 250 años después, en una tablilla de barro aparece el carro dibujado con ruedas. Hasta entonces, se encontraron barcos en torno y rueda dibujada, pero la prueba más fiable de la rueda en Mesopotamia, a. C. Se encontró entre 3.000 y 2.000 años: restos de la primera rueda. La rueda estaba formada por planchas de madera y se cree que giraba alrededor de un eje.
La rueda se extendió rápidamente desde su origen a Oriente Medio, pero durante este tiempo no se conoció la rueda en el sudeste asiático, en África subsahariana, en Australia y en Polinesia. En América se inventó la rueda, pero no se utilizó como herramienta. Los arqueólogos encontraron en México obras de cerámica, por ejemplo, los animales aparecen jugando sobre las ruedas. Parece, pues, que utilizaron las ruedas como juguete y no como herramienta. El conocimiento de la rueda siempre ha sido clasificado por la civilización y la sociedad que no conocía la rueda se ha despreciado. Sin embargo, la cultura precolombina americana alcanzó un alto desarrollo artístico y técnico, aunque no conoció la rueda.
Siguiendo la cronología de la rueda, la siguiente novedad a. C. Nos llegó en 2000 años, cuando se desechó la madera y se empezó a utilizar llantas metálicas.
Las ruedas, cada vez más resistentes y rápidas, daban mucha importancia al material y al aspecto. Radios tan conocidos para nosotros a. C. Fueron inventados en Mesopotamia en 2000 años. Las funciones de las ruedas aumentaron considerablemente, ya que las ruedas con radio eran mucho más ligeras. 500 años después los egipcios utilizaron una rueda de cuatro radios en los carros de guerra. Ocho radios llegaron de los romanos mil años después. No fue un mero aumento de radios: al igual que en las bicicletas de hoy, los radios se colocaron cruzados. Este diseño de ruedas fue el antecedente de la rueda utilizada en los medios de transporte actuales.
Al margen de estos cambios, durante muchos siglos no hubo innovaciones importantes. El gran avance se produjo en 1870 con la construcción de una rueda metálica para bicicletas.
Multifunción
Acabamos de decir que la primera pieza circular que giró sobre un eje fue el torno del alfarero. Posteriormente se crearon nuevos modos de transporte de cargas entre ruedas. Primero se colocaron las ruedas a los carros. Desde el carro y a lo largo del tiempo, bicicletas, motocicletas, coches y vagones de tren han utilizado ruedas de diferentes tipos. Las primeras ruedas de los coches que sacaron al mercado eran de madera con el eje metálico. El siguiente paso fue la rueda de hierro. XX. En los años 30 se emplearon planchas de acero para las ruedas. En la actualidad, la aleación entre magnesio y aluminio se utiliza principalmente en vehículos deportivos.
Sin embargo, los transportes y los alfareros no han sido los únicos que han aprovechado el descubrimiento de la rueda. Por ejemplo, el hocico para hilar la lana es, en definitiva, una rueda. Para moler granos de trigo o maíz, al principio se usaban esclavos o animales, pero pronto el hombre aprendió a aprovechar la naturaleza. Primero se construyeron molinos de viento y luego molinos de agua o ruedas hidráulicas. El grano se molía entre ruedas en los molinos. Con el paso del tiempo, además de moler la rueda hidráulica, se utilizó para moler el tejido, accionar las sierras mecánicas, etc.
Para sacar el agua de los ríos y arroyos se utilizaba noria. También son ruedas galantes. En los relojes mecánicos también tenemos ruedas dentadas.
La rueda es sencilla, pero da mucho juego. Lo podemos encontrar en cualquier lugar.
Física de la rueda
La rueda gira y gira, salvo que se produzca un movimiento contrario, siempre en la misma dirección y sin variar la velocidad. ¿Por qué?
Para comprender la física de la rueda hay que citar tres palabras clave: la precesión, la inercia y la fuerza centrífuga.
La precesión es el movimiento del eje de un cuerpo rotatorio debido a una fuerza externa. Si la peonza que gira recto sobre la tierra se empuja hacia el exterior en el eje de giro, la peonza responde en la dirección perpendicular a esta fuerza y el eje toma un movimiento alrededor de la posición original, describiendo el cono inverso. En definitiva, se puede decir que el cuerpo rotativo es resistente a no modificar la posición de su eje. A esto se le llama también efecto giroscópico. En el caso de la rueda también ocurre y esta resistencia al cambio de plano de giro permite comprender por qué cuanto mayor es la velocidad en bicicleta, más fácil se conserva el equilibrio. La inmovilización de la bicicleta es muy difícil, ya que, a falta de movimiento (y por tanto de precesión), el sistema de lucha contra las fuerzas externas que actúan sobre la rueda no tiene una respuesta espontánea.
La inercia es que un cuerpo no puede cambiar su velocidad por sí mismo. Si no se produce la influencia de una fuerza externa, el cuerpo inmóvil no se moverá o el que se está moviendo se moverá siempre a velocidad constante. En alguna ocasión todos hemos tenido que empujar para poner en marcha el coche. El primer movimiento no es fácil, pero una vez que se ponga en marcha, al menos no parará un poco, aunque nosotros no lo impulsemos de nuevo. A esto se le llama inercia. Debido a la inercia, el objeto presenta resistencia al cambio de velocidad. Todos los objetos están asociados a la inercia y la intensidad depende de la masa. Cuanto mayor sea la masa, mayor será la inercia.
En un sistema que gira la fuerza centrífuga se llama fuerza que empuja al móvil a alejarse del centro de giro.
El objeto que se mueve en el círculo está cambiando en todo momento de dirección. Si el objeto se mantiene en círculo, mantendrá constante la dirección y la velocidad. Eso es por inercia. Por lo tanto, el objeto siempre ejerce una fuerza hacia fuera del centro. A esto se llama fuerza centrífuga, es decir, fuerza hacia el exterior. Cualquier cosa que se mueve en círculo hace esa fuerza hacia fuera. Por ejemplo, el trozo de barro que tiene el alfarero sobre el torno hace fuerza hacia fuera. A mayor velocidad de giro del objeto, mayor fuerza centrífuga presenta.
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