Una ruota e un asse, presi in coppia, costituiscono la più importante di tutte le macchine semplici. Un asse è un’asta cilindrica e una ruota è un oggetto circolare a forma di disco con un foro al centro della dimensione giusta per accettare l’asse. La maggior parte degli assi è progettata per avere una ruota alle due estremità. Le ruote girano attorno all’asse, che è attaccato a un tipo di veicolo. L’invenzione della ruota è una delle più importanti nella storia dell’uomo, simile per importanza alla scoperta del fuoco e allo sviluppo della scrittura e dell’elettricità.
Le prime raffigurazioni di veicoli a ruote risalgono al 3500 a.C. circa. I veicoli a ruote sono comparsi, all’incirca nello stesso periodo, in quella che oggi è la Russia, la Mesopotamia e l’Europa, quindi la posizione esatta della sua origine è sconosciuta. È possibile che la ruota e l’asse abbiano avuto origine anche prima, ma non esistono prove archeologiche per confermare o confutare ciò.
Questa semplice macchina offre un enorme vantaggio meccanico nell’eseguire il lavoro di spostamento di oggetti da un luogo all’altro. Ruotando su un asse, la ruota vince l’attrito che si genererebbe trascinando il carico che trasporta. Il vantaggio meccanico di una ruota si ottiene applicando una sorta di forza alla ruota attorno al proprio asse. I primi veicoli a ruote erano carri e semplici carri, trainati da umani, cavalli o altri animali.
Nei tempi moderni, si possono trovare una ruota e un asse in dozzine di applicazioni con poco sforzo. Automobili, biciclette e quasi ogni altra forma di trasporto terrestre utilizzano questa semplice macchina. Anche gli aeroplani utilizzano ruote e assi sul carrello di atterraggio. Sedie da ufficio, carriole e pattini a rotelle utilizzano tutte varianti di questo dispositivo.
Nel corso dei secoli, dalla loro invenzione, la ruota e l’asse sono stati adattati a numerosi usi con molti miglioramenti e adattamenti. Un verricello era un dispositivo comune, che utilizzava una corda avvolta attorno a un asse spesso. Girando la ruota, spesso dotata di maniglie distanziate lungo la sua circonferenza, si otteneva un grande vantaggio meccanico, consentendo di spostare o sollevare carichi pesanti. Gli ingranaggi accoppiati alle ruote e agli assi consentono di moltiplicare la forza tra la sorgente di potenza e la ruota. Una semplice bicicletta ad esempio, può dare un vantaggio meccanico di un fattore più volte superiore al lavoro che viene applicato ai pedali.