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Die Geschichte und Entwicklung des Rades

Wo wären wir, wenn wir das Rad nicht hätten? Wahrscheinlich nicht zu weit.

Das Rad ist eine der grundlegendsten Erfindungen, die wir in unserem täglichen Leben verwenden. Es wurde irgendwann um 3500 v. Chr. In der Zeit der Chalkolithen erfunden und brachte alles hervor, vom Transport bis zu modernen Maschinen und fast alles dazwischen.

Das Rad allein ist zwar vielversprechend, aber nicht sehr nützlich. Ähnlich wie bei einem Donut ist das Loch in der Mitte das wichtigste Merkmal. Wenn es nicht zum Anbringen einer stabilen Plattform durch Kombination mit einer Achse geeignet war,Das Rad wäre nichts anderes als ein Zylinder, der an seiner Kante rollt. Als das Rad und die Achse erfunden wurden, war es war die Bronzezeit. Gießen von Metalllegierungen, Bau von Kanälen und Segelbooten sowie komplexe Musikinstrumente wie Harfen vor Rad und Achse.

Die Idee, eine Achse hinzuzufügen, ist nicht einfach.

Dieses Ljubljana Marshes Wheel mit der Achse ist das älteste Holzrad, das bisher aus der Kupferzeit ca. 3.130 v. Chr. Entdeckt wurde. Quelle : Petar Milošević / Wikimedia

Damit das System funktioniert, muss sich das Rad frei um die Achse drehen. Dies wird erreicht, indem die Achse direkt in der Mitte des Rads montiert wird, um die Kontinuität während der Bewegung zu maximieren. Außerdem müssen die Achse und die gesamte Ausrichtung senkrecht sein.Außerdem sollte die Achse so dünn wie möglich bleiben, um ihre Oberfläche zu verringern und gleichzeitig die Last tragen zu können.

Von hier aus muss nur noch die Reibung zwischen dem Innenrad und der Achse überwunden werden. Je glatter die Innenfläche des Rads und die Außenfläche der Achse, desto weniger Reibung muss das System überwinden.

Der Erfolg der gesamten Struktur war auch abhängig von der Größe der Achse. Eine dicke Achse würde zu viel Reibung erzeugen, während eine schmale Achse die Reibung verringern würde, aber auch zu schwach wäre, um eine Last zu tragen. Um dieses Problem zu lösen,Die frühesten Wagen waren klein und schmal, so dass sie kurze, dünne Achsen haben konnten.

Damit diese Struktur funktioniert, müssen nicht nur alle diese Parameter erfüllt sein, sondern alle gleichzeitig. Möglicherweise hat ein so einfaches Konzept aus diesem Grund so lange gedauert. Traktion gewinnen .

Archäologen argumentieren, dass ein weiterer begrenzender Faktor die Notwendigkeit war, Holz für Rad und Achse sehr genau zu schnitzen. Dazu wären Metallwerkzeuge erforderlich gewesen - was möglicherweise erklärt, warum Rad und Achse erst nach dem Gießen von Kupfermeißeln und -rillen erfunden wurdenwurde üblich.

Die komplexe Anzahl von Faktoren, die überwunden werden mussten, damit das Rad und die Achse funktionieren, bedeutete, dass es nicht in Phasen entwickelt werden konnte. Es musste alles auf einmal kommen. Tatsächlich glauben viele Archäologen, dass das Rad undAchse wurden nur einmal an einer Stelle erfunden und von dort aus ausgebreitet.

Wir sind uns nicht sicher, wann oder wo das Rad entstanden ist

Wo die Rad und die Entstehung der Achse ist ein Rätsel, aber ihre Verwendung verbreitete sich schnell in ganz Eurasien und im Nahen Osten. Einige der frühesten Bilder von Radkarren sind in Polen aufgetaucht, was darauf hindeutet, dass die Region möglicherweise zum ersten Mal verwendet wurde.

Asko Parpola, ein Indologe an der Universität von Helsinki in Finnland, schlägt vor, dass das Rad entstanden mit den Tripolye in der heutigen Ukraine. Dies beruht auf der Tatsache, dass das Wort "Rad" von ihrer Sprache abgeleitet ist.

Es gibt Hinweise darauf, dass das Rad in Mesopotamien 300 Jahre vor seiner Anpassung an den Streitwagen möglicherweise zum ersten Mal in Töpferscheiben verwendet wurde.

Es wird jedoch angenommen, dass die Schubkarre zwischen 600 und 400 v. Chr. Zum ersten Mal im antiken Griechenland aufgetaucht ist. Einige Zeit später folgte China, und Rad und Achse fanden schließlich ihren Weg ins mittelalterliche Europa. Obwohl die Schubkarre ein hochpreisiges Gut warZeit würde es sich innerhalb weniger Tage amortisieren, da es die Menge an Arbeit, die von einem einzelnen Arbeiter erledigt werden könnte, erheblich erhöht.

Archäologen in Vera Cruz, Mexiko, entdeckten Keramikspielzeug in Form kleiner Tiere. Die Tiere waren mit Rädern anstelle von Beinen ausgestattet, damit Kinder sie mitschieben konnten. Die Region nutzte das Rad jedoch nicht für den Transport. bis zur Ankunft der europäischen Siedler. Dies mag jedoch eher mit dem Gelände als mit mangelndem Know-how zu tun haben.

Im Nahen Osten und in Nordafrika, wo es weite Wüstengebiete gibt, war das Kamel bis 600 n. Chr. Noch immer das bevorzugte Transportmittel. Dies könnte daran liegen, dass Kamele dazu neigten, nicht zu sinken oder im Sand stecken zu bleibendünne Holzräder taten es. Richard Bulliet nennt in seinem Buch von 1975 mehrere andere mögliche Gründe. Das Kamel und das Rad . Gesellschaften im Nahen Osten verwendeten Räder für Praktiken wie Bewässerung, Mahlen und Töpfern.

Es ist nicht verwunderlich, dass sich nach all dem das grundlegende Design von etwas so Robustem wie Rad und Achse in über 6000 Jahren nicht geändert hat.

Was waren die frühen Verwendungszwecke des Rades?

Quelle : John O'Neill / Wikimedia

Wie bereits erwähnt, wurden Räder zunächst nicht für den Transport verwendet. Frühe Räder, die aus einer Holzscheibe bestanden, und ein Loch für die Achse spielten in frühen Gesellschaften eine wichtige Rolle. Sie wurden häufig zum Töpfern, Bewässern und Fräsen verwendetHunderte von Jahren, bis das Rad auf die ersten Streitwagen gelangt.

In der Natur gibt es keine Räder

Es kann argumentiert werden, dass der Mistkäfer das Rad inspiriert hat. Quelle : Charles J. Sharp / Wikimedia

Wann haben Sie das letzte Mal ein Rad in der Natur gesehen? Viele der lebensveränderndsten Erfindungen der Welt wurden direkt von der Natur inspiriert. Von der Gabel über das Flugzeug bis zum Klettverschluss beinhalten viele Technologien irgendeine Form von BiomimikryRad. Es ist hundertprozentig Homo Sapien Innovation.

Einige argumentieren jedoch, dass die Idee des Rades in der Natur vorkommt. Ein Beispiel findet sich bei Mistkäfern. Mistkäfer Eier in Mist legen dient als Nahrung für die Larven und transportiere sie, indem du den Mist zu einer Kugel rollst. Andere mögliche Inspirationen laut Michael LaBarbera - Professor für Biologie und Anatomie an der Universität von Chicago - umfasst „Radorganismen“ und Tumbleweeds.

"Glücksrad" ist mehr als nur eine Spielshow

Das Glücksrad ist nicht nur eine amerikanische Fernsehspielshow. Tatsächlich ist es ein Konzept der mittelalterlichen Philosophie, das das Schicksal symbolisiert. Das Rad gehört der Göttin Fortuna, die das Rad dreht, um über das Schicksal und Unglück der Sterblichen zu entscheiden. Fortunawird oft als Frau mit verbundenen Augen dargestellt, die ein Riesenrad dreht.

Das gebräuchlichste Design für ein Perpetual Bewegungsgerät ist das überausgeglichene Rad

Bhāskaras Radexperiment. Quelle : Warmer Kaffee / YouTube

Das Konzept der Perpetual Motion Machines gibt es schon seit Jahrhunderten. Es ist der heilige Gral der Wissenschaft, und wenn es erreicht würde, würde es freie Energie produzieren, sobald es in Bewegung gesetzt wird. Das vielleicht berühmteste Beispiel ist Bhāskaras Rad. Die Radmaschine wurde 1150 von Bhāskara II, einem indischen Mathematiker, erfunden und war ein Versuch, eine Perpetual-Motion-Maschine zu entwickeln. Das Rad bestand aus gebogenen oder geneigten Speichen, die teilweise mit Quecksilber gefüllt waren.

Das Quecksilber sollte die Masse von der Radachse auf einen größeren Radius verlagern. Unwucht des Rades, um die Drehung in eine Richtung aufrechtzuerhalten. Am Ende erledigen Reibung und Entropie ihre Arbeit und die Bewegung verlangsamt sich und stoppt dann.

Mit Rädern optische Täuschungen erzeugen

Es gibt ein Konzept im Film namens Aliasing . Dies ist, wenn ein rotierendes Rad wird durch flackerndes Licht beleuchtet, so dass es scheint sich zu drehen. Filmkameras erfassen eine Reihe von Standbildern und spielen diese Bilder dann nacheinander mit ungefähr 50 Bildern pro Sekunde ab. Dies reicht aus, um unser Gehirn zu täuschen, dass sich das Bild bewegtDas Rad bewegt sich schneller als die Bildrate, die Drehung überschreitet die Bildaufnahmefrequenz und das Rad scheint sich rückwärts zu bewegen.

Zum Beispiel: Befindet sich eine Speiche des Rads im ersten Frame an der 12-Uhr-Position und im zweiten Frame bewegt sich diese Speiche fast eine volle Umdrehung in die 11-Uhr-Position. Ihr Gehirn wird dies interpretierenso gegen den Uhrzeigersinn zu bewegen, wie es nicht bestimmen kann, was zwischen den Bildern passiert. Bei der richtigen Frequenz kann ein Blitzlicht oder sogar eine Leuchtstofflampe den gleichen Effekt haben.

Haben Sie sich jemals gefragt, woher der Begriff Sattelkupplung kommt?

Ein Sattelkupplungsrad ragte aus der Vorderachse eines Wagens heraus, um ein Umkippen zu verhindern. Ähnlich wie ein Dragracer auf der Rückseite. Meistens wurde es nie benutzt und landete überflüssig, daher vonWenn Sie jemanden oder etwas "ein fünftes Rad" nennen, bezeichnen Sie ihn als unnötig.

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