Pranevich Ihar

Потери энергии в системе "колесо- дорожное полотно" в значительной степени определяются работой диссипативных сил сопротивления качению- чем величина этих сил больше, тем существеннее и потери.
Величина сил сопротивления качению зависит от упругих свойств материалов, из которых изготовлены колёса и дорожное полотно (предполагается, что полотно ровное). Чем упругие свойства этих материалов выше, тем упругие деформации сжатия меньше и величина сил сопротивления качению меньше.
Можно рассмотреть два основных случая.
1) Упругость колеса меньше упругости дорожного полотна. В таком случае воздух в шине можно рассматривать как совокупность расположенных по окружности обода (диска) в радиальном направлении пружин, которые при движении колеса деформируются. Чем в шине больше давление воздуха и меньше его высота в радиальном направлении при прочих равных условиях, тем жёсткость будет выше, а деформации- меньше. Величина деформации обратно пропорциональна жёсткости (закон Гука), а работа упругих сил прямопропорциональна жёсткости и квадрату величины деформации. Получается, что работа сил сопротивления качению (упругих сил) будет обратно пропорциональна жёсткости системы- больше жёсткость, меньше потери энергии.
2) Упругость колеса больше упругости дорожного полотна. В этом случае путь можно представить как совокупность пружин, расположенных вдоль линии пути. При наезде колеса на пружину пути происходит её деформация. Величина работы сил деформации (сопротивления качению), как и в предыдущем случае, обратно пропорциональна жёсткости пружины; на эту работу затрачивается кинетическая энергия транспортного средства. Чем жёстче путь, тем при прочих равных условиях меньше потери энергии.
Таким образом, увеличение жёсткости компонентов системы "колесо- дорожное полотно" позволяет уменьшить энергетические потери в ней.