Mengapa Roda Bulat?

Kunci kepada kelancaran roda bulat terletak pada satu sifat geometri yang mudah tetapi penting: setiap titik pada sempadan bulatan berada pada jarak yang sama (jejari) daripada titik tengahnya. Ini bermakna apabila roda bulat berputar di atas permukaan rata, paksi di tengah roda itu (tempat ia disambungkan kepada kenderaan atau troli) sentiasa kekal pada ketinggian yang sama daripada permukaan tanah, tanpa mengira kedudukan roda dalam putarannya.

Bentuk lain mempunyai jarak pusat-sempadan yang berubah-ubah

Bandingkan ini dengan bentuk seperti segi tiga atau segi empat. Jarak daripada titik tengah bentuk itu ke sempadannya berubah-ubah bergantung pada arah yang diukur (jarak ke bucu lebih jauh berbanding jarak ke tengah-tengah sisi). Jika "roda" berbentuk segi empat cuba berputar di atas permukaan rata, paksi di tengahnya akan naik dan turun secara berulang sepanjang putaran: naik apabila bucu menyentuh tanah (jarak lebih jauh), turun apabila sisi menyentuh tanah (jarak lebih dekat), menghasilkan gerakan naik-turun dan hentakan pada setiap pertukaran sisi. Dalam sistem sebenar, hentakan dan ubah bentuk ini menyebabkan kehilangan tenaga dan menjadikan gerakan kurang lancar.

Konsep ini boleh ditunjukkan dengan membandingkan model roda bulat dan roda segi empat yang sama-sama mempunyai paksi di pusatnya. Apabila kedua-duanya digerakkan di atas permukaan rata, paksi roda bulat kekal pada ketinggian tetap, manakala paksi roda segi empat naik dan turun. Prinsip yang sama menerangkan kenapa roda kereta yang tidak bulat sempurna (misalnya akibat bengkok atau kemek) menyebabkan pergerakan yang tidak selesa. Bahagian yang kemek itu mengganggu jejari tetap roda dan menyebabkan paksi sedikit naik turun setiap kali bahagian tersebut menyentuh jalan.

Bagaimana kita mengetahui hal ini?