Ruota
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Una ruota è un oggetto circolare in grado di ruotare attorno ad un asse centrale, usata prevalentemente per ridurre l'attrito nei trasporti.
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[modifica] Meccanica
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 cuscinetti.
La riduzione dell'attrito offerta dalla ruota è dovuta al fatto che l'attrito è limitato alla zona di contatto tra la ruota e l'asse, inoltre la leva costituita dalla ruota con fulcro nel centro riduce la velocità di sfregamento e quindi l'attrito quanto maggiore è il diametro della ruota.
Esempio:
- Un oggetto pesante 100 Kg (981 N) trainato per 10 m su una superficie con μ = 0,5, il lavoro richiesto per vincere l'attrito è di 981 × 10 × 0,5 = 4905 J.
- 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 50 mm, il rapporto della leva è pari a 0,5. Supponendo un coefficiente di attrito tra le superfici μ = 0,1 (migliore in quanto il cuscinetto della ruota è appositamente studiato per ridurre l'attrito) si ha: 981 × 0.5 × 0.1 × 10 = 490 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.
[modifica] Storia
In linea generale si ipotizza che l'uso della ruota fosse anticipato da quello della slitta, in seguito si inventò il rotolamento dei pesi su dei tronchi d’albero.
Secondo gli studiosi la ruota fu inventata nell'antica Mesopotamia nel V millennio a.C. per la lavorazione di vasellame. Gli Inca e altre culture occidentali sembrano essersi avvicinate al concetto di ruota, che appare in alcuni giocattoli in pietra, senza farne però un uso moderno. La ruota sembra non essere stata conosciuta nell'Africa sub-sahariana e in Australia prima del contatto con il resto del mondo. Probabilmente l'invenzione è stata possibile soltanto in quelle aree, come Mesopotamia e Cina, in cui sono stati domesticati animali selvatici di grossa e media taglia, i soli in grado di fornire la forza motrice.
L'invenzione si colloca nella stessa epoca neolitica a cui risalgono altre invenzioni che diedero origine a quella che è chiamata l'età del bronzo. Questo implica un periodo di alcuni millenni dopo l'epoca di invenzione dell'agricoltura, quando la ruota non era conosciuta.
Le prime ruote erano semplici dischi in legno con un foro in mezzo per l'asse. La prima ruota a raggi nota risale alla cultura Andronovo risalente al XX secolo a.C. Questa innovazione permise di realizzare carri più leggeri e agili. Nel I millennio a.C. i Celti circondarono la ruota in legno con un cerchio di ferro, realizzando un modello di ruota ancora in uso nel XX secolo.
[modifica] Innovazioni
Nei ultimi anni le ruote sono state prodotte e presentate in diverse configurazioni, tra cui l'ultima nel 2005 la ditta francese Osmos wheel, dove si ha solo la parte piu perimetrale del cerchione il quale viene montato su un cuscinetto di dimensioni molto elevate, il quale dalla parte più esterna è fissato alla ruota, dalla parte piu interna è vincolato al sistema di sospensione del mezzo.
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Per approfondire, vedi la voce Cerchione#PCD. |
[modifica] Uso
La ruota è stata un'invenzione importante non solo per i trasporti ma per il progresso tecnologico in generale. Esistono anche altri tipi di ruota come per esempio la ruota idraulica, gli ingranaggi, il volano, la ruota del vasaio, la carrucola e infine la ruota per filare.
[modifica] Eventi legati alla ruota
Nel luglio 2001 il principio della ruota fu brevettato come "dispositivo circolare con funzione di trasporto" [1]. Il brevetto, depositato da John Keogh, un avvocato di Melbourne (Australia), aveva lo scopo dichiarato di dimostrare l'assurdità del moderno sistema brevettuale.
[modifica] Ruota di scorta
La ruota di scorta è una ruota supplementare, normalmente non utilizzata, utile per l'eventuale sostituzione in caso di foratura delle ruote usate normalmente, questa può essere:
- Ruota normale ha le stesse misure delle ruote usate normalmente
- Ruotino ha misure piu compatte rispetto alle ruote normalmente usate sull'auto (larghezza minore del battistrada e canale del cerchio piu stretto) e viene identificata per via della verniciatura diversa rispetto alle ruote per cui è omologata (le misure del ruotino non debbono essere presenti sulla carta di circolazione) e nei modelli piu recenti anche da un bollo con su scritta l'andatura massima in caso di montaggio
Generalmente le ruote di scorta vengono tenute:
- Bagagliaio, tipico alloggiamento dei autoveicoli europei
- Sotto l'automezzo, tipico alloggiamento dei autoveicoli americani
- Sul portellone posteriore, tipico di alcuni fuoristrada
- Sul cofano anteriore, tipico di alcuni fuoristrada
- Lateralmente, alloggiamento tipico delle prime automobili e di alcuni ciclomotori, tra cui la Piaggio Vespa e la Innocenti Lambretta
