Сопротивление качению

Расчёт силы сопротивления и потерь энергии на качение

кг
км/ч
Сила сопротивления
0 N

Описание калькулятора

Данный инструмент предназначен для расчёта силы сопротивления качению и энергии, теряемой на преодоление этого сопротивления. Сопротивление качению возникает из-за деформации шины и поверхности дороги. Это один из основных факторов, потребляющих энергию электротранспорта, особенно на низких скоростях, где аэродинамика играет меньшую роль. Калькулятор помогает оценить, насколько сильно тип покрытия влияет на запас хода.

Использование этого калькулятора необходимо для выбора оптимального маршрута, оценки влияния давления в шинах на расход энергии, сравнения разных типов покрышек и понимания, почему на грунтовой дороге батарея разряжается значительно быстрее, чем на асфальте.

Как работает расчёт

Расчёт основан на формуле силы сопротивления качению: $F_{rr} = m \cdot g \cdot C_{rr}$, где $m$ — масса, $g$ — ускорение свободного падения, $C_{rr}$ — коэффициент сопротивления качению для конкретного покрытия. Затем вычисляется мощность, необходимая для преодоления этой силы на заданной скорости, и энергопотребление на километр пути.

Сила (N) = Масса (кг) × 9.81 × Коэффициент покрытия
Мощность (W) = Сила (N) × Скорость (м/с)

Например, масса 100 кг на гладком асфальте (Crr 0.004) создаёт сопротивление всего 4 Ньютона. На песке (Crr 0.050) то же транспортное средство будет испытывать сопротивление 50 Ньютонов, что в 12.5 раз больше.

Часто задаваемые вопросы

Что такое коэффициент Crr? +
Это безразмерный коэффициент, показывающий, какая часть веса транспортного средства превращается в силу сопротивления при качении. Чем меньше число, тем легче катиться.
Влияет ли давление в шинах? +
Да, сильно. Недокачанные шины деформируются больше, что увеличивает Crr и расход энергии. Поддержание правильного давления — самый простой способ экономить заряд.
Зависит ли сопротивление от скорости? +
Сила сопротивления качению почти не зависит от скорости (в отличие от аэродинамики). Но мощность, required для её преодоления, растёт линейно с ростом скорости.
Какие шины лучше для электровелосипеда? +
Для города лучше узкие гладкие шины с высоким давлением (низкий Crr). Для бездорожья нужны широкие шины с протектором, но они увеличивают расход энергии.
Почему на песке так тяжело ехать? +
Песок деформируется под колесом, создавая постоянный «подъём». Коэффициент сопротивления на песке может быть в 10-15 раз выше, чем на асфальте, требуя огромной мощности.