Общая сила сопротивления движению

Расчёт суммарного сопротивления: качение, воздух, гравитация

кг
км/ч
%
Crr
м²
Суммарная сила
0 N

Описание калькулятора

Данный инструмент предназначен для расчёта общей силы сопротивления движению электротранспорта, складывающейся из трёх основных компонентов: сопротивления качению шин, аэродинамического сопротивления воздуха и силы гравитации при движении в подъём. Понимание вклада каждого фактора позволяет оптимизировать конструкцию транспорта, выбрать правильную передачу и оценить реальную нагрузку на мотор в различных дорожных условиях.

Использование этого калькулятора необходимо для инженеров и энтузиастов при проектировании электровелосипедов и скутеров, для подбора мотора под конкретные задачи (город, холмы, бездорожье), оценки влияния аэродинамической посадки райдера на запас хода и понимания физики движения транспорта.

Как работает расчёт

Расчёт суммирует три векторные силы. Сила качению зависит от массы и коэффициента трения шины. Аэродинамическая сила зависит от квадрата скорости и площади лобового сопротивления. Гравитационная сила зависит от массы и угла подъёма. Итоговая сила определяет, какое тяговое усилие должен развивать мотор для поддержания заданной скорости.

F_total = F_rolling + F_air + F_gravity
F_air = 0.5 × ρ × CdA × v²

Например, на скорости 30 км/ч основную долю сопротивления (до 70-80%) составляет воздух. На подъёме 10% доминирует гравитация. На низкой скорости по песку — сопротивление качению.

Часто задаваемые вопросы

Что такое CdA? +
Это произведение коэффициента аэродинамического сопротивления (Cd) на площадь лобового сечения (A). Для человека на велосипеде это обычно 0.3-0.5 м². В посадке «шоссейка» меньше, в вертикальной посадке больше.
Какая сила главная на трассе? +
На скоростях выше 25-30 км/ч главным врагом становится воздух. Сопротивление воздуха растёт квадратично, поэтому на 50 км/ч оно в 4 раза больше, чем на 25 км/ч.
Влияет ли вес на аэродинамику? +
Нет, вес влияет только на сопротивление качению и гравитацию (подъём). Аэродинамика зависит только от формы и размера объекта, а не от его массы.
Почему на спуске сила отрицательная? +
При движении под уклон гравитация помогает движению (отрицательная сила сопротивления). Если уклон крутой, гравитация может превысить сопротивление воздуха и качению, и транспорт начнёт разгоняться сам.
Как снизить общую силу сопротивления? +
Для высоких скоростей — улучшить аэродинамику (посадка, обтекатели). Для подъёмов — снизить вес. Для низких скоростей и плохих дорог — использовать шины с низким Crr и высоким давлением.