2.2 – Transport på land åk7

Läroboken s.152-159

När du har läst det här avsnittet skall du:

  • kunna beskriva utveckling av hjulet
  • känna till hur en ångmaskin respektive en förbränningsmotor fungerar
  • utvecklingen av transportmedel på land
  • kunna följande ord och begrepp: kolv, cylinder, förgasare, hybridbil.

Orsaker till att vi vill transportera oss till nya platser har säkerligen varit olika över tid. Under många tusen år gick vi och drog saker med hjälp av släpor. Senare använde vi husdjur för att transportera saker och oss själva.

Hjulet är människans uppfinning för att övervinna friktionen.

De första hjulen var stockar som låg under båtar så det gick lättare att dra dem fram över land. Vidare utvecklades skivor av trä som var grunden till enkla kärror. Tidiga hjul var enkla träskivor med ett hål för axeln. På grund av strukturen av trä, är en horisontell skiva av en trädstam inte lämplig. Till instuderingsfrågor

Det första hjulet så som vi känner till det är från en kärra i Mesopotamien för 5000 år sedan, år 3000 fkr.

De ekerförsedda hjulen medgav konstruktion av lättare och snabbare fordon. De äldsta pinnade hjulen som har hittats, invid Uralbergen, dateras ungefär till 2000 f.kr. http://sv.wikipedia.org/wiki/Eker#Historia

Hjulet med eker användes utan större utveckling tills 1800-talet, då trådhjul (cykelhjulet) och senare även gummi däck uppfanns. Uppfinningen av hjulet har också varit viktigt för teknik i allmänhet, viktiga tillämpningar inklusive vattenhjulet, kugghjul, den snurrande hjulMer moderna uppfinningar som utgår ifrån hjulet är propellern, flänshjulen i jetmotorn, svänghjulet och turbinen.

Källa: http://en.wikipedia.org/wiki/Wheel

History of Transportation

Ångmaskinen är ett avstamp i teknikutvecklingen och 1770 (patenterad 1781) kom den ångmaskinen som vi idag känner till och skotten James Watt hade gjort de avgörande förbättringarna och utvecklade den kolvmotor som kunde driva hjul. (här plockar vi fram våran ångmaskin och ser hur den fungerar, se även genomgången i menyn) 

En ångmaskin är en motor med vattenånga som arbetsmedium där värmeenergi omvandlas till mekaniskt arbete. Till skillnad från förbränningsmotorn arbetar ångmaskiner med yttre förbränning. Ångmaskinen drivs med vattenånga producerad i en ångpanna som värms upp via förbränning av bränsle i en under, bredvid eller inuti pannan anordnad eldstad. Ångans kraft används fortfarande idag i kraftverk där vatten hettas upp till ånga och ångan driver sedan generatorer som ger oss elenergi.http://sv.wikipedia.org/wiki/%C3%85ngmaskin

Kunskapen om ångans kraft har varit känd sen gamla grekerna och ångkulan år 70. Första patentet på en ångmaskin fick en spansk uppfinnare redan 1606. Det dröjer till 1712 då en ångmaskin hade blivit så förbättrad att den kunde användas till att pumpa vatten ur en gruva. Ångmaskinen bygger helt och hållet på de enkla maskinerna hävstången, hjulet och kilen för att hålla fast stänger och hjul. Det var James Watts medarbetare som fick idén att låta en ångmaskin driva en vagn och 1804 provkördes det första ångloket i en gruva. Ångmaskiner kan ha varit den drivande kraften bakom industriella revolutionen och en utbredd kommersiell användning för driften i fabriker, kvarnar och gruvor; driver pumpstationer; och snurrtransportapparater såsom lokomotiv, fartyg och vägfordon. Ångmaskinens användning inom jordbruket ledde till en ökning av mark tillgänglig för odling. http://varldenshistoria.se/uppfinningar/heron-uppfann-aangmaskinen-for-2000-aar-sedan

Det finns två grundläggande komponenter i en ångkraftanläggning: Pannan där vatten värms till ånga finns och motorenheten själva ångmaskinen. Dessa kunde vara separerade som leksaksångmaskinen eller sitta tillsammans som i ångloket. Motorenheten bestod oftast av en gjutjärnscylinder, kolv, vevstake och balk eller en vev och svänghjul, och diverse kopplingar. Ånga levererades omväxlande av en eller flera ventiler. Hastighetskontroll var antingen automatisk, med hjälp av en regulator, eller genom en manuell ventil. Övriga komponenter var: pumpar för att tillföra vatten till pannan under drift, kondensorer för att cirkulera vattnet, och olika mekanismer för eldstäder. När kol används, kan en kedja eller skruv mata kolet till eldstaden eller så lastade man kolen till pannan med spade.

Källa: http://en.wikipedia.org/wiki/Steam_engin

Cykel Det finns flera tidiga personer och länder som vi tillskriva sig uppfinningen av cykelliknande maskiner men det är svårt att bekräfta dess äkthet.

Det tidigaste kommer från en skiss som sägs vara från 1493 och tillskrivs Gian Giacomo Caprotti, en elev av Leonardo da Vinci. Men äktheten av denna skiss tvistas det fortfarande om. Det var inte förrann 1817 som ett patent på den första kommersiellt framgångsrika tvåhjuliga, styrbar, maskin där människa gående rullade fram, brukar kallas en velociped, och smeknamnet käpphäst eller dandy häst. http://en.wikipedia.org/wiki/History_of_the_bicycle

Från 1820 så gjordes många olika cyklar först med trampor direkt fästa på framhjulet. Detta gjorde det mycket svårt att styra och trampa samtidigt. Cyklarna var även utan broms. Under perioden 1870-talet var det en särskild cykel som blev populär, höghjulingen.

Flera försök med att lösa båda problemen med kedjedrivna framhjul gjordes. Harry John Lawson uppfann kedjedrift för bakhjulet 1879 med sin ”bicyclette”, som fortfarande hade ett enormt framhjul och ett litet bakhjul.

1885 byggdes den första lyckade ”säkerhets cykeln som han aldrig patenterat. Det innehöll ett styrbart framhjul som hade betydande ramgeometri, lika stora hjul och en kedjedrift till bakhjulet. ”Säkerhets cykeln var utan tvekan den viktigaste förändringen i historien om cykeln. 

Samtidigt kommer luftfyllda däck för en mycket jämnare gång på stenlaggda gator; föregående typen var ganska slät-ridning, när de används på grusvägar gemensamma på den tiden. Bästa tiden för cykeln var i början av 1900-talet det var fordonet före bilen, med ett pris som många hade råd med.

Cykeln gav särskilt kvinnor oöverträffad rörlighet, som bidrog till deras större deltagande och frihet. Detta visade sig även i det aktuella modet för kvinnor förändrades och anpassades till cykling, och hjälpte kvinnor att befrias från korsetter och fotsida kjolar och andra plagg som belastade. Susan B. Anthony (amerikanskan genomdrev rösträtt för kvinnor i USA) sa, ”Låt mig berätta vad jag tycker om cykling. Jag tror att det har gjort mer för att frigöra kvinnor än något annat i världen. Det ger kvinnor en känsla av frihet och självständighet. Jag står och jublar varje gång jag ser en kvinna rida med på ett hjul … bilden av fri, ohämmad kvinnlighet.”

Cykelns utvecklades och förfinades fram till idag bland annat genom att cyklarna blev anpassade till användningsområde i krig och i fred i idrott och på utflykten med familjen. Idag förfinar vi funktioner anpassat ännu mer till den specifika användningen genom speciella material och att det skall vara bra för miljön och hälsan. http://en.wikipedia.org/wiki/History_of_the_bicycle

Till instuderingsfrågor

Järnvägar kom redan på 1500-talet och var av trä och hade vagnar av trä som man använde i gruvor. De drogs av kvinnor, barn och ibland av hästar om man hade råd.

De tidigaste bevisen av en spårväg, var en föregångare till järnvägen, som transporterade båtar över Korintiska näset i Grekland från omkring 600 f Kr. Hjulfordonen drogs av människor och djur på vägar av kalk där hjulen gjorde spår som förhindrar vagnarna från att lämna den avsedda sträckan. De första hästdragna spårvagnarna fanns också i det antika Grekland, och olika delar av det romerska riket. Spårvägarna föll i glömska som det romerska imperiet kollapsade.

För den nyfikne läs vidare här: http://en.wikipedia.org/wiki/Reisszug

http://en.wikipedia.org/wiki/Freiburg_Minster

Den första riktiga järnvägen kan ha varit en bergbana, England någon gång före 1605. Med denna bana transporterades kol från gruvor ner till floden där det lastas på pråmar och transporteras till flodstäder. På 1700-talet fanns det flera spårvägar för att tillgodose transporter till och från gruvor.

http://en.wikipedia.org/wiki/History_of_rail_transport

Under den senare delen av 1700-talet gjordes försök, med olika hjulkonstruktioner och olika material till rälsen prövades, även olika underlag till rälsen prövades. Anledningen till dessa försök var att med två hårda ytor mot varandra minskade friktionen och det gick åt mindre kraft att flytta flera ton material än det gjorde på vägarna. Det var tillslut det järnvägshjul vi har idag, gjort av smidesjärn och med en fläns på insidan som var överlägset i kurvor och i kombination av styvhet och hållbarhet och säkerhet.

Till instuderingsfrågor

http://en.wikipedia.org/wiki/History_of_the_bicycle

http://en.wikipedia.org/wiki/History_of_rail_transport

Järnvägar blev snabbt avgörande för snabba rörligheten för varor och arbetskraft som behövdes för industrialisering. I början utgjorde, grävda vattenkanaler en konkurrens med järnvägen, men järnvägarna utvecklades, tog större transporter, gick snabbare med tekniken som förbättrats, och järnvägar byggdes på platser där kanalerna var inte praktiskt.

Till instuderingsfrågor

Första passagerartåget

1825 var första passagerarlinjen klar och det var mellan staden Darlington och hamnen i Stockton-Teess, England. Denna framgång uppmuntrade andra rika investerare att knyta samman bomullstillverkningen med hamnarna för både gods och persontrafik.

För den nyfikne läs mera: http://en.wikipedia.org/wiki/Rainhill_Trials

The Famous Rainhill Trials

Järnvägarna förändrade det brittiska samhället på många och komplexa sätt. Byggandet av järnvägar och lok, till exempel, behövde stora mängder tunga material och därmed gav en betydande stimulans eller ”bakåt koppling”, till kolbrytning, järn-produktion, verkstads- och byggnadsindustrin. De hjälpte också till att minska kostnaderna för transporter, vilket i sin tur sänkt kostnaderna för varor: distribution och försäljning av färskvaror som kött, mjölk, fisk och grönsaker förvandlades av uppkomsten av järnvägen, det gav upphov inte bara till billigare råvaror i butikerna men också till mycket större variation i människors kostvanor. Järnvägstransporter hade ursprungligen tänkt som ett sätt att flytta kol och industrivaror men järnvägsoperatörerna insåg snabbt potentialen för marknaden för järnvägstrafik, vilket leder till en extremt snabb expansion i persontrafik.

How A Steam Locomotive Works

Till instuderingsfrågor

 

Invention of the Automobile documentary

Förbränningsmotorn är en utveckling av ångmaskinen som var energislukande och var inte effektiv, det behövdes ett annat bränsle och att förbränningen var inne i cylindern. Den belgiske uppfinnaren Lenoir byggde 1862 en sådan motor med förbränning inuti. Bränslet var gasolgas som strömmade in i cylindern, där den antändes aven gnista så att gasen exploderade. Då pressades kolven ut och drev ett hjul. För att kunna använda bensin till motorn behövdes en annan uppfinning, förgasaren som blandade bensin och luft och sprutade in en bensindimma i cylindern och antändes av en gnista. 1886 byggdes den första bensindrivna bilen av Karl Benz.

1892 presenterade tysken Rudolf Diesel en ny typ av förbränningsmotor — dieselmotorn. I den finns inget tändstift, utan bränslet antänds av den värme som bildas när bränslet trycks ihop. Denna motor hade en högre verkningsgrad än ångmaskinen och andra förbränningsmotorer. Dieselmotorn var mycket ekonomisk och kom tidigt till användning för fartygsdrift. Från 1910-talet och framåt ersattes de koleldade ångfartygen med motorfartyg som gick på diesel. Under 1900-talet förbättrades förbränningsmotorn på många sätt. Olika motorer utvecklades för olika ändamål. Motorcyklar och senare bilar fick V-motorer, där cylindrarna placerades i form av ett V. De tidiga flygplanen fick stjärnmotorer där cylindrarna sitter i en stjärna. Omkring 1930 hade bilmotorn hittat en grundform — en fyrtakts kolvmotor som fortfarande är den vanligaste. http://www.100innovationer.com/svensk/innovationerna/innovationer/forbranningsmotorn.214.html

Till instuderingsfrågor

Löpande band, 1910 revolutionerade amerikanaren Henry Ford biltillverkningen så att vanligt folk fick råd att köpa en bil. Att bygga en bil tidigare hade varit ett hantverk. Henry Ford införde standardmodeller som byggdes på ett löpande band. Där varje arbetare bara gjorde ett moment eller montering sen åkte bilen vidare på ett band till nästa motor. Dessa löpande band fabriker är det vanligaste sättet även idag att bygga olika saker.

Chaplin Modern Times – Factory Scene https://youtu.be/tfw0KapQ3qw

Tunnelbanana invigdes I London 1863 och var den första i värden. Vagnarna drevs fram av koleldade ånglok som gjorde luften mycket dålig. 1890 började man använda sig av eldrivna lok. Idag finns tunnelbanor på flera platser I värden för att underlätta vårt sätt att förflytta oss.

Att transportera oss sliter på våra naturresurser på manga olika sätt. Idag har vi bilar som ofta använder olika miljöbränsle eller går på el. Från 1890 till 1915 var det vanligt med bilar som drevs på el. Alla stora biltillverkare hade elbilar. Svårigheten att ladda bilen utanför staden, körsträckan och hastigheten och priset på 1750dollar 1912 när en T-Ford kostade 650dollar. De stora fynden av olja i Texas på 1910-20-talet gjorde tillgången ökade på bensin, vägarna blev bättre och amerikanaren ville komma ut och åka. Bensinen var billig och lätt att sälja i små bensinstationer. Slutet för elbilen kom efter första världskriget har alltid funnits i mycket liten skala men är nu påväg tillbaka. Hybridbilen som kombinerar en förbränningsmotor med en elmotor är inget nytt. Ferdinand Porsche, grundare av sport bilföretaget med samma namn, utvecklat en elbil kallas P1 1898. Ungefär samtidigt, skapade han världens första hybrid electric car – ett fordon som drivs med el och en gasmotor.

Den elektriska bilen här kan du som är nyfiken fortsätta att läsa om elbilen. http://energy.gov/articles/history-electric-car

http://www.nyteknik.se/nyheter/fordon_motor/fartyg/article3338985.ece

Driving Around New York City – 1928 <iframe width=”420″ height=”315″ src=”https://www.youtube.com/embed/lkqz3lpUBp0″ frameborder=”0″ allowfullscreen></iframe>

Lämna ett svar

E-postadressen publiceras inte. Obligatoriska fält är märkta *