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Una mwcgruota è un oggetto circolare in grado di mwcwruotare attorno a un mwdaasse centrale. Viste le sue molteplici applicazioni, dalla mwdqmeccanica all'mwdgidraulica o ai mwdwtrasporti, è considerata una delle mweainvenzioni più rivoluzionarie della storia e del mweqprogresso dell'umanità.

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• Uso

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• Collegamenti esterni

Prima dell'uso della ruota, gli oggetti pesanti potevano essere tirati con l'aiuto di una mwiqtreggia o spostati mettendo sotto delle travi rotolanti, come nella costruzione di megaliti o piramidi. Le prime ruote che girano intorno a un asse sono state trovate nella seconda metà del mwigV millennio a.C. su figure giocattolo della mwiwcultura Cucuteni in mwjaRomania. Da lì era ancora una lunga strada di molti piccoli passi (vedi illustrazione) per la costruzione di tali ruote, che erano anche adatti per il trasporto.cite-ref-1[1]. Non fu che tremila anni dopo che il tornio da vasaio fu inventato dai Sumeri nell'antica Mesopotamia. Gli Incas e altre culture occidentali sembrano aver approssimato il concetto di ruota, che appare in alcuni giocattoli di pietra, ma senza usarla come oggi. Non sono ancora state trovate ruote nell'Africa subsahariana o in Australia per il periodo precedente al contatto con il resto del mondo.

Nel mwkgnuovo mondo, sebbene non avessero propriamente sviluppato la ruota, sembra che gli mwkwOlmechi e altre culture americane vi si fossero avvicinati, come dimostrato dal ritrovamento di un gioco per bambini datato 1 500 anni prima di Cristo.cite-ref-2[2] Si pensa che il primo ostacolo all'utilizzo in larga scala della ruota fu la mancanza di grandi animali addomesticati che potessero essere utilizzati per trainare i carri: il bisonte americano è difficile da addomesticare e il cavallo, presente fino a 12 000 anni fa, si estinse rapidamente in seguito alla caccia effettuata dagli umani appena giunti nel nuovo continente.cite-ref-3[3] Il solo animale che fu addomesticato nel Nuovo mondo fu il mwnalama, che non si diffuse oltre le Ande, sino al tempo dell'arrivo di Colombo.

Concludendo, probabilmente l'invenzione è stata possibile soltanto in quelle aree, come Mesopotamia e Cina, in cui erano stati mwngaddomesticati animali selvatici di grossa e media taglia, i soli in grado di fornire la forza motrice necessaria ai carri.

L'invenzione si colloca nella stessa epoca mwoaneolitica a cui risalgono altre invenzioni che diedero origine all'mwoqetà del bronzo. Questo implica un periodo di alcuni millenni successivo all'epoca dell'invenzione dell'mwogagricoltura, quando la ruota non era conosciuta.

Le prime ruote erano semplici dischi in mwpalegno con un foro in mezzo per l'asse come quelle rappresentate nello mwpqStendardo di Ur (XXV secolo a.C.). Negli affreschi egizi vi sono invece ruote a mwpgraggi; altri esempi di ruote a raggi sono presenti in Siberia nella cultura mwpwAndronovo del mwqaXX secolo a.C. Nel mwqqI millennio a.C. i mwqgCelti circondarono la ruota in legno con un cerchio di ferro, realizzando un modello di ruota ancora in uso nel mwqwXX secolo.

Le ruote sono usate in combinazione con gli assi, a cui la ruota può essere solidale e riceverne moto, oppure può girare liberamente rispetto all'asse per mezzo di mwrgcuscinetti. La riduzione delle resistenze all'avanzamento offerta dalla ruota è dovuta al fatto che le dissipazioni per attrito radente sono limitate alla zona di contatto tra la ruota e l'asse: inoltre la mwrwleva costituita dalla ruota con fulcro nel centro riduce la velocità di strisciamento e quindi la forza di attrito quanto maggiore è il diametro della ruota.

Esempi:

• Per un oggetto di massa di 100mwsw mwtakg (corrispondenti a un peso di circa 981mwtq mwtgN) trainato per 10 mwtwm su una superficie con μ = 0,5, il mwualavoro richiesto per vincere l'mwuqattrito è di 981 × 10 × 0,5 = mwug4 905mwuw mwvaJ.

• Consideriamo lo stesso oggetto montato su quattro ruote. Supponendo che il diametro di ogni ruota sia di un metro e il diametro dell'asse sia di 50mwvg mm, il rapporto della leva è pari a 0,05. Supponendo un coefficiente di attrito tra le superfici μ = 0,1 (migliore in quanto il cuscinetto della ruota è studiato per ridurre l'attrito) si ha: 981 × 0,05 × 0,1 × 10 = mwvw49mwwa J.

In realtà un'ulteriore perdita di energia è dovuta alle deformazioni che la ruota subisce a contatto con il suolo. Questa perdita è particolarmente bassa nelle ruote rigide dei treni.

Il moto associato all'avanzamento e alla rotazione di una ruota è il mwyarotolamento. Eccetto l'asse di rotazione, ogni punto della ruota disegna una curva mwyqcicloide. Per una ruota di raggio mwygr, le componenti cartesiane della velocità mwywVmwzax e mwzqVmwzgy sono ricavabili in funzione dell'angolo di rotazione considerando il moto di rotolamento come la somma di due moti puri: uno di trascinamento e uno di rotazione.

mwaa V x = ϕ ϕ t ∗ ∗ r − − ϕ ϕ t ∗ ∗ r ∗ ∗ c o s ( ϕ ϕ ) {\displaystyle V_{x}={\phi \over t}*r-{\phi \over t}*r*cos(\phi )}

mwag V y = ϕ ϕ t ∗ ∗ r ∗ ∗ s i n ( ϕ ϕ ) {\displaystyle V_{y}={\phi \over t}*r*sin(\phi )}

mwba V t = V x 2 + V y 2 {\displaystyle V_{t}={\sqrt {V_{x}^{2}+V_{y}^{2}}}}

Nel rotolamento, i punti compresi tra l'asse di rotazione e la circonferenza della ruota disegnano una curva cicloide accorciata. Considerata una ruota di raggio mwcgr che abbia un cerchio di raggio mwcwh concentrico e solidale con l'asse di rotazione, analogamente alla cicloide ordinaria, le componenti cartesiane della velocità del cerchio mwdaV'mwdqx e mwdgV'mwdwy sono ricavabili in funzione dell'angolo di rotazione dalle seguenti equazioni.

mweq V x ′ = ϕ ϕ t ∗ ∗ r − − ϕ ϕ t ∗ ∗ h ∗ ∗ c o s ( ϕ ϕ ) {\displaystyle V'_{x}={\phi \over t}*r-{\phi \over t}*h*cos(\phi )}

mwew V y ′ = ϕ ϕ t ∗ ∗ h ∗ ∗ s i n ( ϕ ϕ ) {\displaystyle V'_{y}={\phi \over t}*h*sin(\phi )}

mwfq V t ′ = V x ′ 2 + V y ′ 2 {\displaystyle V'_{t}={\sqrt {{V'_{x}}^{2}+{V'_{y}}^{2}}}}

La ruota è stata un'invenzione importante non solo per i trasporti, ma per il progresso tecnologico in generale. Esistono infatti tipi di ruota, come la mwharuota idraulica, gli mwhqingranaggi, il mwhgvolano, la mwhwruota del vasaio, la mwiacarrucola e la mwiqruota per filare, che non sono connesse direttamente all'uso nei trasporti.

Se si esclude il mwiwcalesse, la mwjacarriola e il mwjqmonociclo, tutti i veicoli dotati di ruota possiedono una ruota anteriore e una posteriore con la mwjgtrazione che può essere impressa su ciascuna o entrambe.

La ruota oltre che singola può essere gemellata, cioè accoppiata a una ruota uguale sullo stesso lato, in modo da poter aumentare il carico sull'asse e/o ridurre la pressione al suolo.

Negli ultimi anni le ruote sono state prodotte e presentate in diverse configurazioni, tra cui l'ultima nel 2010 dalla ditta francese Osmos wheel, dove si ha solo la parte più perimetrale del mwlqcerchione il quale viene montato su un mwlgcuscinetto di dimensioni molto elevate, il quale dalla parte più esterna è fissato alla ruota, dalla parte più interna è vincolato al sistema di sospensione del mezzo.

cite-note-11. ↑ Hans J.J.G. Holm: The Earliest Wheel Finds, Their Archaeology and Indo-European Terminology in Time and Space, and Early Migrations around the Caucasus. Archaeolingua Alapítvány, Budapest 2019, ISBN 978-615-5766-30-5

cite-note-22. ↑ journal: Gordon F. Ekholm, Wheeled Toys in Mexico, American Antiquity, vol.= 11, 1945

cite-note-33. ↑ Ben Singer, A brief history of the horse in America, Canadian Geographic Magazine, May 2005 mwpa mwpqArchiviatomwpg il 19 agosto 2014 in mwpwInternet Archivemwqa.

• mwrqRuota dentata

• mwrwRuota quadrata

• mwsqRuota Mecanum

• mwswPneumatico

• mwtqMozzo (meccanica)

• mwtwCerchione

• mwuqCuscinetto a sfera

• mwuwPuleggia

• mwvqRuota (bicicletta)

• mwvwRuota a gola

• mwwqRuota di scorta

• mwwwBorchia (automobile)

• mwxqCingolo (trasporti)

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• citereftreccani-itruota, su Treccani.it – Enciclopedie on line, Istituto dell'Enciclopedia Italiana.

• citerefbritannica-com(EN) wheel, su Enciclopedia Britannica, Encyclopædia Britannica, Inc.

• citerefcyclop-dia-of-biblical-theological-and-ecclesiastical-literature(EN) Ruota, in Cyclopædia of Biblical, Theological, and Ecclesiastical Literature, Harper.

• citereftreccani-ruotaRuota, in Treccani.it – Enciclopedie on line, Roma, Istituto dell'Enciclopedia Italiana.