चाक : चाक आणि त्याचा संबंधित भाग म्हणजे फिरणारा दंड हे मानवी इतिहासातील अतिशय महत्वाचे शोध आहेत. फिरती गती ज्यात असते, अशा सर्व यंत्रसामग्रीत चाक हे मुलभूत आहे. जमिनीवरील वाहतूक ही बहुशः चाकांवर चालणाऱ्या वाहनांवरच अवलंबून आहे. साध्या चाकापासूनच कप्पी, दंतचक्र, पट्ट्यावर चालणारी चाके, ⇨ कॅम, टरबाइन, विविध प्रकारच्या वाहक यंत्रणा, वर्तुळाकार करवत, पंखा, पवनचक्की व इतर अनेक प्रकार निर्माण झालेले आहेत.
यांत्रिक दृष्ट्या चाक हे तरफांची एक अनंत श्रेणी आहे. उदा., गाडीच्या चाकाच्या बाबतीत प्रत्येक आरा हा तरफेप्रमाणे काम करतो आणि तिचा टेकू हा जमिनीशी स्पर्श करणारा बिंदू असून शक्ती व मार एकाच वेळी आसापाशी कार्य करतात. फिरत्या चाकापासून पश्चाग्र (पुढे-मागे होणारी) गती निर्माण करताना आस हा टेकू असून शक्ती चाकाची परिघाशी लावण्यात येते व भार एखाद्या मधल्या बिंदूपाशी घेण्यात येतो. चाकाच्या या क्रियेमुळे चाके बसविलेल्या गाडीच्या साहाय्याने किती तरी पटींनी जास्त भार ओढणे शक्य होते.
इतिहास आणि विकास : चाक हे अतिशय प्राचीन साधन आहे. पुरातन अवशेषांच्या पुराव्यावरून असे दिसून येते की, कुंभाराच्या चाकाच्या शोधानंतर चाके असलेल्या गाड्या प्रथम मेसोपोटेमियात ब्राँझ युगामध्ये प्रचारात आल्या. त्यापूर्वी सु. २,००० वर्षे जड वस्तू ओढून नेताना श्रम कमी होण्यासाठी तिच्या खाली लाकडाचे गोलसर दांडे ठेवण्याची पद्धत रूढ होती व त्याच्या आधी नुसत्या दांडक्यांवर जड वस्तू ठेवून ती जनावरांनी वा माणसांनी फरफटत ओढण्याची पद्धत होती. चाकाच्या विकासात प्रथमतः दांड्याचा मधला भाग कमी करून टोकाला चाकासारखे ओबडधोबड भाग करण्यात आले असावेत. व नंतर स्थिर अक्षाच्या दोन टोकांवर मुक्तपणे फिरू शकणारी भरीव चाके बसविण्यात आली असावीत. चाकांचा व्यास जितका मोठा करावा तितके श्रम कमी होतात असे आढळल्यामुळे प्रथम भरीव मोठी चाके बनविण्यात येऊ लागली, पण त्यासाठी चांगले लाकूड मिळणे अवघड होऊ लागल्यामुळे तीन फळ्या एकमेकींना जोडून चाक बनविण्याची पद्धत सुरू झाली (आ.१). चाकाचा सर्वांत जुना पुरावा म्हणजे मेसोपोटेमियातील किश येथील थडग्यांत सापडलेले इ.स.पू.३५०० च्या सुमाराचे अवशेष होत. ही चाके तीन फळ्यांची असून तांब्याच्या पट्ट्यांनी जोडलेली होती.
चाके असलेल्या गाड्या मेसोपोटेमियात इ.स.पू. ३५०० मध्ये, ॲसिरियात इ.स. पू. ३००० मध्ये, सिंधू खोऱ्यात इ.स. पू. २५०० मध्ये, पूर्व व मध्य यूरोपात इ.स. पू. १००० नंतर लवकरच आणि ब्रिटनमध्ये इ.स.पू. ५०० च्या सुमारास माहीत झाल्या. ब्राँझ युगाच्या शेवटी (इ.स.पू.सु. १०००) मुक्तपणे फिरू शकणारी चाके असलेल्या गाड्यांचा प्रसार पूर्वेस उत्तर चीनपर्यंत आणि पश्चिमेस स्कॅंडिनेव्हियापर्यंत झाला होता. यावरून चाकाचा उगम एकाच ठिकाणी झालेला असून नंतर हळूहळू त्याचा प्रसार इतरत्र झालेला दिसतो. मेक्सिकोमधील इ.स. १००० च्या सुमाराच्या काही खेळण्यांत चाके लावलेल्या प्राण्यांच्या प्रतिकृती आढळतात, पण प्रत्यक्ष व्यवहारात चाकाचा उपयोग केलेला आढळत नाही.
मोठ्या व्यासाचे भरीव चाक फार जड होई म्हणून त्याचे वजन कमी करण्यासाठी आ. ३ मध्ये दाखविल्याप्रमाणे एका मुख्य स्तंभावर आधारलेली पाळ असलेली रचना करण्यात येऊ लागली व त्यातही नंतर सुधारणा होऊन सारख्या जाडीच्या आऱ्यांचे चाक बनविण्याची पद्धत सुरू झाली.
आरे असलेली चाके इ.स. पू. २००० पूर्वी आढळत नाहीत पण त्यानंतरच्या लगेचच्या काळातील उत्तर मेसोपोटेमिया, मध्य तुर्कस्तान आणि ईशान्य पर्शिया मातीच्या प्रतिकृतींच्या स्वरूपात ती आढळतात. इ.स.पू. १५०० च्या सुमारास आरे असलेल्या चाकांचे रथ सिरिया, ईजिप्त व पश्चिम भूमध्य सागरी प्रदेशात आणि इ.स. पू. १३०० च्या सुमारास चीनमध्ये प्रचारात आले.
लाकडी चाकाची धाव लवकर झिजू नये म्हणून तीवरून सुरुवातीला चामड्याच्या पट्ट्या बसविण्याची आणि काही काळानंतर तांब्यांच्या पट्ट्या किंवा खिळे बसविण्याची पद्धत रूढ झाली. काही वेळा यासाठी चाकाचे आरे पाळातून पुढे आणण्याची पद्धतही रूढ होती. पुढे लोखंड प्रचारात आल्यावर चाकाच्या तुंब्यातील भोकात लोखंडी नळीचा धारवा (बेअरिंग) बसविण्यात येऊ लागला आणि चाकाच्या परिघावर पोलादी पट्टीची धाव बसविण्यात येऊ लागली. पोलादी धावेमुळे चाकाला मजबुती आली व लोखंडी धारव्यामुळे वंगण वापरता येऊन घर्षण पुष्कळच कमी झाले. या प्रकाराचे चाक आ. ४ मध्ये दाखविले आहे. कालांतराने जाड पोलादी धावेच्या ऐवजी पन्हळी असलेली पातळशा पोलादी पत्र्याची धाव बसवून त्या पन्हळीत भरीव रबराची दुसरी धाव घातली किंवा संपीडित (दाबाखालील) हवा भरलेली रबरी पोकळ धाव बसविली, तर गाडीला बसणारे धक्के पुष्कळच कमी होतात व चाकांचाही आवाज होत नाही, असे प्रत्ययास आले. याचबरोबर लाकडी आऱ्यांऐवजी धातूच्या तारेचे आरे प्रचारात आले. हल्ली भरीव रबराची धाव फक्त टांग्याच्या चाकांना वापरतात. लाकडाचे चाक बनविण्याचे काम साध्या सुताराला व त्यावर पोलादी घाव बसविण्याचे काम साध्या लोहाराला करता येते. यामुळे साध्या गाड्यांना (उदा., बैलगाडी, टांगा यांना) लागणारी चाके लाकडाचीच करतात. सायकलीची व मोटारगाड्यांची चाके पोलादाची असतात आणि ती बनविण्यासाठी यंत्रसामग्री लागते. रूळगाड्यांची चाके घडीव पोलादाची असतात व त्यासाठीही मोठी यंत्रे वापरावी लागतात. वाहतुकीच्या रस्त्याचे स्वरूप व वाहनाचा प्रकार यांच्यानुसार चाकांच्या स्वरूपात अनेक बदल होत गेलेले आहेत.
वाहतुकीखेरीज इतर कामांकरीता चाकाचा झालेला पहिला उपयोग हा कुंभाराच्या चाकाकरिता ब्राँझ युगातच झाला. ईजिप्तमध्ये इ.स.पू. ३००० च्या सुमारास हळू फिरणाऱ्या चाकावर कुंभारकाम करण्यास सुरूवात झाली व जलद फिरणारे चाक प्रचारात येण्यास अनेक शतके जावी लागली. मेसोपोटेमियात वाहत्या संथ पाण्याच्या साहाय्याने परिघावर लहान बादल्या बसविलेले चाक (जलचक्र) फिरवून शेतीकरिता पाणी मिळविण्यासाठी चाकाचा उपयोग करण्यात आला व त्याचाच पुढे पहिल्या शतकात रोमन लोकांनीही वापर केल्याचा उल्लेख आढळतो. कप्पीचा इतिहास अज्ञात असला, तरी इसवी सनापूर्वी कप्पी व त्याचप्रमाणे आडव्या दंडगोलावर दोर गुंडाळून वस्तू वर उचलण्याची प्रयुक्ती ह्या सर्वसाधारण प्रचारात होत्या. सूतकताईसाठी वापरण्यात येणाऱ्या चाकाचा शोध लोह युगाइतकाच (इ.स.पू.सु. १०००) जुना असावा व हा शोध भारतात लागला असावा, असे सर्वसाधारण मत आहे. पवनचक्की हीही चाकावरच आधारलेली प्रयुक्ती असून उभ्या अक्षावर फिरणारी पवनचक्की पर्शियात दहाव्या शतकात माहीत होती व नेहमीची आडव्या अक्षावर फिरणारी पवनचक्की वायव्य यूरोपात बाराव्या शतकात प्रचारात आली. दंतचक्राची कल्पना परिघावर खिळे मारलेली चाके एकमेकांत अपघाताने अडकून सूचली असावी. प्राथमिक स्वरूपाचे दंतचक्र हे दातेरी चाकांच्या जोडीच्या स्वरूपाचे होते व त्याचा उपयोग उभ्या जलचक्रात करण्यात आला. वाहनाच्या चाकाचे फेरे मोजण्यासाठी अनेक दंतचक्रे असलेली प्रयुक्ती पहिल्या शतकात तयार करण्यात आली व तीतूनच पुढे घड्याळाच्या यंत्रणेतील चाकांचा जन्म झालेला असावा.
अशा तऱ्हेने विविध स्वरूपांत, निरनिराळ्या आकारमानांची व प्रकारची आधुनिक यंत्रसामग्रीत उपयोगात असलेली चाके बनविण्यासाठी लोखंड, पोलाद, पितळ आणि ॲल्युमिनियम या धातू व प्लॅस्टिकही वापरतात.
संदर्भ : Lee, L. Lambert, D. Man Must Move, London, 1960.
तांबे, मु. शं. ओक, वा. रा.
“