Vauhtipyörä
Vauhtipyörä on raskas levy tai pyörä, joka on kiinnitetty pyörivään akseliin. Vauhtipyörää käytetään liike-energian varastointiin. Vauhtipyörän vauhti aiheuttaa sen, että se ei muuta pyörimisnopeuttaan helposti. Tämän vuoksi vauhtipyörät auttavat pitämään akselin pyörimisnopeuden samana. Tämä auttaa, kun akseliin kohdistuva vääntömomentti muuttuu usein. Epätasainen vääntömomentti voi muuttaa pyörimisnopeutta. Koska vauhtipyörä vastustaa nopeuden muutoksia, se vähentää epätasaisen vääntömomentin vaikutuksia. Moottoreissa, jotka käyttävät mäntiä tehon tuottamiseen, on yleensä epätasainen vääntömomentti, ja ne käyttävät vauhtipyörää tämän ongelman korjaamiseen.
Pyörän (minkä tahansa pyörän) pyörimiseen tarvitaan energiaa. Jos kitkaa on vähän (hyvät laakerit), pyörä pyörii pitkään. Kun energiaa tarvitaan, se voidaan ottaa pyörästä uudelleen. Kyseessä on siis yksinkertainen mekaaninen keino varastoida energiaa. Varastoidun energian määrä riippuu painosta ja pyörimisnopeudesta - painavamman pyörän nopeampi pyöriminen vaatii enemmän energiaa. Toinen tekijä on pyörän säde (koko), sillä mitä kauempana akselista pyörän osa on, sitä enemmän energiaa tarvitaan pyörimiseen. Näitä kolmea tekijää voidaan esittää kaavoilla M (massa), ω {\displaystyle \omega}. 
(kulmanopeus) ja R (säde). Yhdistämällä kaksi alla olevaa yhtälöä saadaan ω \displaystyle \omega }. 2MR2/4. Lentopyörä ei ole mikä tahansa pyörä, vaan se on suunniteltu erityisesti energian varastointiin. Sen on siis oltava raskas ja/tai pyörittävä nopeasti. Esimerkiksi joissakin linja-autoissa on vauhtipyörä, jota käytetään pysähtymiseen ja käynnistymiseen. Kun bussi pysähtyy (esim. liikennevaloihin), vauhtipyörä on kytketty pyöriin, joten pyörimisenergia siirtyy siihen, joten bussi hidastuu, kun vauhtipyörä kiihtyy. Kun bussin on taas lähdettävä liikkeelle, se kytketään uudelleen ja energia siirretään takaisin. Painavaa pyörää ei tietenkään haluta raahata bussissa, joten se on tehty kevyemmästä materiaalista, joka kestää erittäin nopeaa pyörimistä.
Pyörivä vauhtipyörä
Yksinkertainen vauhtipyörä liikkeessä. Rakennettu Leonardo da Vincin piirustusten pohjalta.
Vauhtipyörän matematiikka
Pyörivän vauhtipyörän liike-energia on seuraavanlainen
E = 1 2 I ω 2 {\displaystyle E={\frac {1}{2}}I\omega ^{2}} 
Kun massakeskipisteen hitausmomentti on yhtä suuri kuin
I = 1 2 M R 2 {\displaystyle I={\frac {1}{2}}MR^{2}}} 
jossa I 
on massan hitausmomentti pyörimiskeskipisteen suhteen ja ω \displaystyle \omega } (omega) on kulmanopeus radiaaniyksikköinä.
Historia
Vauhtipyörää on käytetty jo antiikin ajoista lähtien, ja yleisin perinteinen esimerkki on savenvalajan pyörä. Teollisen vallankumouksen aikana James Watt osallistui vauhtipyörän kehittämiseen höyrykoneessa, ja hänen aikalaisensa James Pickard käytti vauhtipyörää.
Muut merkitykset
Pääomasijoitusmaailmassa termiä "vauhtipyörä" käytetään kuvaamaan liiketoiminnan toistuvaa, katetta tuottavaa sydäntä.
Kysymyksiä ja vastauksia
K: Mikä on kärpässiipipyörä?
V: Vauhtipyörä on raskas levy tai pyörä, joka on kiinnitetty pyörivään akseliin. Sitä käytetään liike-energian varastointiin ja se auttaa pitämään akselin pyörimässä samalla nopeudella vastustamalla epätasaisesta vääntömomentista johtuvia nopeuden muutoksia.
K: Miten vauhtipyörä varastoi energiaa?
V: Vauhtipyörä varastoi energiaa ottamalla sitä pyörästä, kun se pyörii, ja luovuttamalla sitä sitten uudelleen, kun energiaa tarvitaan. Varastoidun energian määrä riippuu sen massasta, kulmanopeudesta ja säteestä.
K: Millaisia sovelluksia vauhtipyörillä on?
V: Vauhtipyöriä käytetään moottoreissa, jotka käyttävät mäntiä tehon tuottamiseen, sillä ne auttavat korjaamaan ongelman, joka aiheutuu pyörimisnopeutta muuttavasta epätasaisesta vääntömomentista. Niitä käytetään myös linja-autoissa pysäyttämiseen ja käynnistämiseen, jossa pyörien pyörimisenergia siirretään vauhtipyörään, jotta se voi hidastaa vauhtia nopeuttaessaan.
K: Mitkä tekijät vaikuttavat siihen, kuinka paljon energiaa vauhtipyörä voi varastoida?
V: Vauhtipyörään varastoituvan energian määrä riippuu sen massasta, kulmanopeudesta ja säteestä. Painavammat painot, joiden nopeus on suurempi, vaativat enemmän energiaa pyöriäkseen kuin kevyemmät painot, joiden nopeus on pienempi.
K: Ovatko kaikki pyörät "vauhtipyöriä"?
V: Ei, kaikkia pyöriä ei pidetä vauhtipyörinä. Vauhtipyörät on suunniteltu erityisesti liike-energian varastointiin, ja niiden on oltava raskaita tai pyörittävä nopeasti, jotta ne voivat tehdä tämän tehokkaasti.
K: Miten linja-auto käyttää vauhtipyörää?
V: Linja-autot käyttävät vauhtipyörää kytkemällä sen pyöriin, kun ne pysähtyvät (esim. liikennevaloissa). Tämä siirtää pyörimisenergiaa pyöristä vauhtipyörään, jotta se voi hidastaa vauhtia ja nopeuttaa sitä myöhemmin uudelleen käynnistyessään.
