Ein Rad ist ein kreisförmiger Bestandteil, der beabsichtigt ist, um auf einer Achse zu rotieren. Das Rad ist einer der Hauptbestandteile des Rades und der Achse, die eine der sechs einfachen Maschinen ist. Räder werden auch zu anderen Zwecken, wie ein Rad eines Schiffs, Steuerrad und Schwungrad verwendet.

Räder, in Verbindung mit Achsen, erlauben schweren Gegenständen, leicht bewegt zu werden, Bewegung oder Transport erleichternd, während sie eine Last unterstützen, oder Arbeit in Maschinen durchführen. Allgemeine Beispiele werden in Transportanwendungen gefunden. Ein Rad reduziert außerordentlich Reibung durch die Erleichterung der Bewegung durch das Rollen zusammen mit dem Gebrauch von Achsen. In der Größenordnung von Rädern, um zu rotieren, muss ein Moment auf das Rad über seine Achse, entweder über den Ernst, oder durch die Anwendung einer anderen Außenkraft angewandt werden.

Etymologie

Das englische Wort kommt aus dem Alten englischen Wort hweol, hweogol, aus dem Proto-Germanisch, von Proto-Indo-European, einer verlängerten Form der Wurzel, "um zu kreisen, sich zu bewegen".

Blutsverwandte innerhalb des Indogermanisches schließen griechischen kýklos, "Rad", sanskritischen, Alten kirchlichen slawischen kolo, die ganze Bedeutung "Kreis" oder "Rad", ein

Das lateinische Wort ist vom Proto-Indo-European, der verlängerten O-Rang-Form der Wurzel, die bedeutet, "um zu rollen, zu kreisen".

Geschichte

Beweise von rädrigen Fahrzeugen erscheinen von der Mitte 4. Millennium v. Chr., nahe gleichzeitig in Mesopotamia, der Nördliche Kaukasus (Kultur von Maykop) und Mitteleuropa, so dass, dessen Frage Kultur ursprünglich das rädrige Fahrzeug erfunden hat, ungelöst und unter der Debatte bleibt.

Das frühste gut veraltete Bild eines rädrigen Fahrzeugs (hier ein Wagen — vier Räder, zwei Achsen), ist auf dem Topf von Bronocice, einem ca. 3500-3350 v. Chr. Tontopf in einer Kulturansiedlung von Funnelbeaker im südlichen Polen ausgegraben.

Die rädrige Fahrzeugausbreitung vom Gebiet seines ersten Ereignisses (Mesopotamia, der Kaukasus, der Balkan, Mitteleuropa) über Eurasien, das Indus Tal vor dem 3. Millennium v. Chr. erreichend. Während des 2. Millenniums v. Chr. hat das Sprechen - Kampfwagen-Ausbreitung mit einem vergrößerten Schritt umgedreht, sowohl China als auch Skandinavien vor 1200 v. Chr. reichend.

In China ist das Rad sicher mit der Adoption des Kampfwagens in ca da gewesen. 1200 v. Chr., obwohl Barbieri-niedrig für frühere chinesische rädrige Fahrzeuge um 2000 v. Chr. argumentiert.

Obwohl sie das richtige Rad nicht entwickelt haben, scheinen Olmec und bestimmte andere Westhalbkugel-Kulturen, sich ihm genähert zu haben, weil radähnliche bearbeitete Steine auf Gegenständen gefunden worden sind, die als die Spielsachen von Kindern identifiziert sind, die ungefähr bis 1500 v. Chr. datieren. Es wird gedacht, dass das primäre Hindernis für die groß angelegte Entwicklung des Rades in der Westhalbkugel die Abwesenheit von domestizierten großen Tieren war, die verwendet werden konnten, um umgedrehte Wagen zu ziehen. Der nächste Verwandte der Viehgegenwart in den Amerikas in vorkolumbianischen Zeiten, dem amerikanischen Bison, ist schwierig zu domestizieren und wurde von Indianern nie domestiziert; mehrere Pferd-Arten haben bis vor ungefähr 12,000 Jahren bestanden, aber sind schließlich erloschen wahrscheinlich wegen der Überjagd durch kürzlich angekommene Menschen gegangen. Das einzige große Tier, das in der Westhalbkugel, dem Lama domestiziert wurde, hat sich weit außer den Anden zurzeit der Ankunft von Columbus nicht ausgebreitet.

Frühe Altertümlichkeit Nubians hat Räder verwendet, um Töpferwaren und als Wasserräder zu spinnen. Es wird gedacht, dass Wasserräder von Nubian Ochse-gesteuert worden sein können, ist Es auch bekannt, dass Nubians Pferd-gesteuerte von Ägypten importierte Kampfwagen verwendet hat.

Die Erfindung des Rades fällt so im späten Neolithischen, und kann in Verbindung mit anderen technologischen Fortschritten gesehen werden, die die frühe Bronzezeit verursacht haben. Bemerken Sie, dass das den Durchgang von mehreren Radwenigermillennien sogar nach der Erfindung der Landwirtschaft und Töpferwaren einbezieht:

• 9500-6500 v. Chr.: Aceramic Neolithischer
• 6500-4500 v. Chr.: Keramisch Neolithisch (Halafian)
• ca. 4500 v. Chr.: Erfindung des Rades des Töpfers, Anfang von Chalcolithic (Periode von Ubaid)
• 4500-3300 v. Chr.: Chalcolithic, frühste rädrige Fahrzeuge, Domestizierung des Pferdes
• 3300-2200 v. Chr.: Frühe Bronzezeit
• 2200-1550 v. Chr.: Mitte der Bronzezeit, Erfindung des Speichenrades und des Kampfwagens

Der breite Gebrauch des Rades wurde wahrscheinlich verzögert, weil glatte Straßen für Räder erforderlich waren, um wirksam zu sein. Das Tragen von Waren auf dem Rücken wäre die bevorzugte Methode des Transports über Oberflächen gewesen, die viele Hindernisse enthalten haben. Der Mangel an entwickelten Straßen hat breite Adoption des Rades für den Transport bis gut ins 20. Jahrhundert in weniger entwickelten Gebieten verhindert.

Frühe Räder waren einfache Holzplatten mit einem Loch für die Achse. Wegen der Struktur von Holz ist eine horizontale Scheibe eines Baumstamms nicht passend, weil es die Strukturkraft nicht hat, um Gewicht ohne das Einstürzen zu unterstützen; rund gemachte Stücke von Längsausschüssen sind erforderlich. Das älteste bekannte Beispiel eines Holzrades und seiner Achse wurde 2003 in den Ljubljana Sümpfen ungefähr 20 km südlich von Ljubljana, der Hauptstadt Sloweniens gefunden. Gemäß der Radiocarbon-Datierung ist es zwischen 5,100 und 5,350 Jahren. Es hat ein Diameter dessen und ist aus Asche-Holz gemacht worden, wohingegen seine Achse aus der Eiche gemacht worden ist.

Das Speichenrad wurde mehr kürzlich erfunden, und der Aufbau von leichteren und schnelleren Fahrzeugen erlaubt. In der Zivilisation von Harappan des Indus Tales und des Nordwestlichen Indiens finden wir Spielzeugkarren-Räder gemacht aus Ton mit spokes gemalt oder in der Erleichterung und dem Symbol des Speichenrades in der Schrift der Siegel bereits in der zweiten Hälfte des 3. Millenniums v. Chr.

Die frühsten bekannten Beispiele von Holzspeichenrädern sind im Zusammenhang der Kultur von Andronovo, bis ca 2000 v. Chr. datierend. Bald danach haben Pferd-Kulturen des Gebiets von Kaukasus von Pferden gezogene Speichenrad-Kriegskampfwagen für den größeren Teil von drei Jahrhunderten verwendet. Sie haben sich tief in die griechische Halbinsel bewegt, wo sie sich den vorhandenen mittelmeerischen Völkern angeschlossen haben, um, schließlich, nach dem klassischen Griechenland nach dem Brechen der minoischen Überlegenheit und Verdichtungen zu führen, die von vorklassischem Sparta und Athen geführt sind. Keltische Kampfwagen haben einen Eisenrand um das Rad im 1. Millennium v. Chr. eingeführt. Das Speichenrad war im fortlaufenden Gebrauch ohne Hauptmodifizierung bis zu den 1870er Jahren, als Leitungsräder und Luftreifen erfunden wurden.

Die Erfindung des Rades ist auch für die Technologie im Allgemeinen, wichtigen Anwendungen einschließlich des Wasserrades, das Räderwerk wichtig gewesen (sieh auch antikythera Mechanismus), das Spinnrad, und das Astrolabium oder torquetum. Modernere Nachkommen des Rades schließen den Propeller, den Düsenantrieb, das Schwungrad (Gyroskop) und die Turbine ein.

Zeitachse

File:Ur wheel.jpg | Bronzezeit-Plattenrad, wie gezeichnet, auf dem Standard von Ur (ca. 2500 v. Chr.)

File:Linear B Silbe B077 KA.svg | Klassisches griechisches vier-spoked Kampfwagen-Rad (als ein Geradliniger B glyph) im Gebrauch aus dem 15. Jahrhundert v. Chr. haben hethitische und ägyptische Kampfwagen dazu geneigt, sechs spokes, assyrische Eisenzeit acht zu haben.

File:Radanhaenger-edited.jpg | Bronzezeit "Radanhänger" der Kultur von Urnfield (ca. 1200 v. Chr.), gefunden in Zürich (schweizerisches Nationales Museum)

File:Wheel Iran.jpg | Ein Frühes Eisenzeit-Speichenrad von Choqa Zanbil (ca. 1000 v. Chr., Nationales Museum des Irans)

File:Etruscan Kampfwagen wheel.jpg | Rad des etruskischen Kampfwagens (ca. 530 v. Chr.)

File:Hub (PSF).png | Das klassische Speichenrad mit dem Mittelpunkt und Eisenrand, im Gebrauch von ungefähr 500 v. Chr. (Eisenzeit Europa) bis zum 20. Jahrhundert n.Chr.

File:Columbia Experte, 52 Zoll, 1882.JPG | Hochrad-Rad (1882)

File:Aprilia bremst Scheibe brake.jpg | Modernes Motorrad-Legierungsrad mit dem aufblasbaren Reifen und der Scheibe

File:Tweel.JPG | "der Tweel" luftlose Reifen von Michelin (2005)

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Mechanik und Funktion

Das Rad ist ein Gerät, das effiziente Bewegung eines Gegenstands über eine Oberfläche ermöglicht, wo es eine Kraft gibt, die den Gegenstand zur Oberfläche drückt. Allgemeine Beispiele sind ein Karren, der von einem Pferd und den Rollen auf einem Flugzeugsschlag-Mechanismus gezogen ist.

Räder werden in Verbindung mit Achsen verwendet, entweder das Rad macht die Achse oder die Achse-Umdrehungen im Gegenstand-Körper an. Die Mechanik ist dasselbe in jedem Fall.

Der niedrige Widerstand um (im Vergleich zum Schleppen) zu winken, wird wie folgt erklärt (beziehen Sie sich auf die Reibung):

• die normale Kraft an der gleitenden Schnittstelle ist dasselbe.
• die gleitende Entfernung wird für eine gegebene Entfernung des Reisens reduziert.
• der Koeffizient der Reibung an der Schnittstelle ist gewöhnlich niedriger.

Lager werden verwendet, um zu helfen, Reibung an der Schnittstelle zu reduzieren. Im einfachsten und ältesten Fall ist das Lager gerade ein rundes Loch, durch das die Achse (ein "Ebene-Lager") geht.

Beispiel:

• Wenn ein 100-Kg-Gegenstand für 10 M entlang einer Oberfläche mit dem Koeffizienten der Reibung μ = 0.5 geschleppt wird, ist die normale Kraft 981 N, und die geleistete Arbeit (erforderliche Energie) ist (work=force x Entfernung) 981 × 0.5 × 10 = 4905 Joule.
• Geben Sie jetzt dem Gegenstand 4 Räder. Die normale Kraft zwischen den 4 Rädern und Achsen ist dasselbe (insgesamt) 981 N., Nehmen Sie für Holz, μ = 0.25 an und sagen Sie, dass das Raddiameter 1000 Mm ist und Achse-Diameter 50 Mm ist. So, während der Gegenstand noch 10 M bewegt, lassen die gleitenden Reibungsoberflächen nur über einander eine Entfernung von 0.5 M gleiten. Die geleistete Arbeit ist 981 × 0.25 × 0.5 = 123 Joule; die Reibung wird auf 1/40 von diesem des Schleppens reduziert.

Zusätzliche Energie wird von der Schnittstelle des Rades zur Straße verloren. Das wird genannt, Widerstand rollend, der vorherrschend ein Deformierungsverlust ist.

Ein Rad kann auch Vorteile im Überqueren unregelmäßiger Oberflächen anbieten, wenn der Radradius im Vergleich zu den Unregelmäßigkeiten genug groß ist.

Das Rad allein ist nicht eine Maschine, aber wenn beigefügt, einer Achse in Verbindung mit dem Lager, es bildet das Rad und die Achse, eine der einfachen Maschinen. Ein gesteuertes Rad ist ein Beispiel eines Rades und Achse. Bemerken Sie, dass Räder gesteuerte Räder um ungefähr 6000 Jahre zurückdatieren.

Stabilität

Für Räder, Hindernisse besteigend, wird den Körper des Fahrzeugs veranlassen zu rotieren. Wenn der Drehwinkel zu hoch ist, wird das Fahrzeug statisch nicht stabil werden und umkippen. Mit hohen Geschwindigkeiten kann ein Fahrzeug dynamisch nicht stabil, fähig werden, durch ein Hindernis umgekippt zu werden, das kleiner ist als seine statische Stabilitätsgrenze. Ohne Aussprache kann das eine unmögliche Position sein, von der man genest.

Für verkehrt herum die Stabilität ist die maximale Höhe eines Hindernisses, das ein unartikuliertes rädriges Fahrzeug besteigen kann, eine Funktion des Achsstands und die horizontale und vertikale Position des Zentrums der Masse (CM).

Der kritische Winkel ist der Winkel, in dem das Zentrum der Masse des Fahrzeugs beginnt, außerhalb der Kontakt-Punkte der Räder zu gehen. Vorbei am kritischen Winkel können die Reaktionskräfte an den Rädern dem Moment nicht mehr entgegenwirken, der durch das Gewicht des Fahrzeugs geschaffen ist, und das Fahrzeug wird umkippen. Im kritischen Winkel ist das Fahrzeug geringfügig stabil. Der kritische Winkel kann durch das Lösen der Gleichung gefunden werden:

:wo

: ist die horizontale Entfernung (auf dem Niveau-Terrain) des Zentrums der Masse von der niedrigeren Achse; und

: ist die vertikale Entfernung (auf dem Niveau-Terrain) des Zentrums der Masse von der niedrigeren Achse.

Die maximale Höhe eines Hindernisses kann so durch die Gleichung gefunden werden:

:

wo der Achsstand ist.

Alternativen

Während Räder für den Boden-Transport sehr weit verwendet werden, gibt es Alternativen, von denen einige für das Terrain passend sind, wo Räder unwirksam sind. Alternative Methoden für den Boden-Transport ohne Räder (Radwenigertransport) schließen ein:

• Durch die elektromagnetische Energie erhoben (maglev bilden sich aus und andere Fahrzeuge)
• Das Schleppen mit Läufern (Schlitten) oder ohne (travois)
• Durch den Luftdruck (Luftkissenfahrzeug) erhoben
• Das Reiten eines Tieres wie ein Pferd
• Mensch ist gerast:
• Das Wandern auf jemandes eigenen Beinen
• (Stuhl der Sänfte/Limousine oder Tragbahre) getragen
• Eine Wandern-Maschine
• Raupe-Spuren (obwohl es noch durch Räder bedient wird)
• Räder von Pedrail, mit Aspekten sowohl des Rades als auch der Raupe verfolgen
• Bereiche, wie verwendet, durch Staubsauger von Dyson und Hamster-Bälle

In der Semiologie

Das Rad ist auch eine starke kulturelle und geistige Metapher für einen Zyklus oder regelmäßige Wiederholung geworden (sieh chakra, Reinkarnation, Yin und Yang unter anderen). Als solch und wegen des schwierigen Terrains wurden umgedrehte Fahrzeuge im alten Tibet verboten.

Das geflügelte Rad ist ein Symbol des Fortschritts, der in vielen Zusammenhängen einschließlich des Wappens Panamas und des Firmenzeichens der Ohio Nationalstraße-Patrouille gesehen ist.

Die Einführung von spoked (Kampfwagen) Räder in der Mitte der Bronzezeit scheint, etwas eines Prestiges getragen zu haben. Das Sonne-Kreuz scheint, eine Bedeutung in der Bronzezeit-Religion zu haben, das frühere Konzept eines Sonnenlastkahns mit dem "moderneren" ersetzend, und hat technologisch Sonnenkampfwagen vorgebracht.

Das Rad ist auch die prominente Figur auf der Fahne Indiens. Das Rad vertritt in diesem Fall Gesetz (dharma). Es erscheint auch in der Fahne der Leute von Romani, zu ihrer nomadischen Geschichte und ihren Indianerursprüngen andeutend.

Galerie

File:Steam Lokomotive, Radjpg|Afahrrad auf einer Dampflokomotive steuernd

File:0 Reihe rad-06.jpg|0 Reihe von Shinkansen Rad von Shinkansen

File:Flanged Radjpg|Flangedeisenbahnrad

File:Australian Paar des Karrens jpg|A von Rädern auf einem Karren

File:Bicycle_wheel.jpg|Bicycle Rad

File:Training werden Radjpg|Trainingräder verwendet, um dem Anfänger zu helfen, mit Instabilität des Zwei-Räder-Fahrzeugs mit niedrigen Geschwindigkeiten fertig zu werden.

File:1885Benz.jpg|Automobiles angefangen mit Speichenrädern

File:Topazwheel.jpg|A modernes Kraftfahrzeugrad

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Siehe auch

• Legierungsrad
• Artillerie-Rad
• Achse
• Rad-Rad
• Großes Rad
• Rad, eine Form der Folter brechend
• Streuer
• cd
• Farbenrad
• Gepresstes Stahlrad
• Das Fahren des Rades
• Riesenrad
• Das Pferd, das Rad und die Sprache (Buch)
• Rad von Hubless
• Magnetische Levitation
• Rad von Mansell
• Rad von Mecanum
• Rad von Omni
• Die Wiedererfindung des Rades
• Rand
• Widerstand, r. Reibung rollend, schleppen r.
• Das Drehen der Ortsveränderung in lebenden Systemen
• Das Rad des Schiffs
• Einfache Maschine
• Quadratrad
• Steuerrad
• Landortsveränderung in Tieren: Das Rollen
• Reifen
• Tweel
• Wirkung des Wagen-Rades
• Schubkarren
• Rad und Achse
• Rad, das nach Größen ordnet
• Leitungsräder
• Rad des Glückes
• Wheelset (Eisenbahntransport)

Links

• Das Älteste Holzrad. Virtuelle Ausstellung. Stadtmuseum von Ljubljana. Zugegriffen am 31. Januar 2012.