Calculadora de resistência ao rolamento

A resistência ao rolamento é a força que se opõe ao movimento quando uma roda, pneu ou outro corpo arredondado rola sobre uma superfície. Diferentemente do arrasto aerodinâmico, ela existe mesmo em velocidades muito baixas. Surge da deformação repetida do pneu e da pista, da histerese interna da borracha, das perdas nos rolamentos e de pequenas mudanças na área de contato. Um coeficiente adimensional, geralmente indicado por Crr, resume esses efeitos para um determinado pneu, superfície, pressão, carga e condição de operação. A calculadora usa a aproximação usual de engenharia: a força é igual a Crr multiplicado pela força normal. Em terreno plano, a força normal é a massa multiplicada pela aceleração da gravidade; assim, a resistência ao rolamento é Crr vezes massa vezes gravidade. O resultado é expresso em newtons. A potência é a taxa de trabalho necessária para vencer essa força em velocidade constante, calculada multiplicando a força em newtons pela velocidade em metros por segundo. O resultado é dado em watts, pois um watt equivale a um newton metro por segundo. Os coeficientes típicos variam bastante. Um pneu de bicicleta bem calibrado em pavimento liso pode ficar entre 0.003 e 0.006. Pneus de automóveis no asfalto costumam ficar entre 0.008 e 0.015, enquanto solo macio, cascalho, baixa pressão ou pneus muito deformáveis podem elevar bastante o coeficiente. Valores publicados são úteis em análises preliminares, mas dados medidos de desaceleração em roda livre são melhores quando eficiência, desempenho em provas, autonomia da bateria ou dimensionamento do sistema de transmissão dependem do resultado. O modelo pressupõe trajeto plano, coeficiente constante e velocidade estável. Não inclui arrasto aerodinâmico, força de rampa, aceleração, atrito de rolamentos das rodas modelado separadamente, perdas de transmissão ou cargas auxiliares. Em velocidade de rodovia, a potência aerodinâmica pode superar a de rolamento, pois a força aerodinâmica cresce aproximadamente com o quadrado da velocidade. Para obter a demanda completa do veículo, some as forças aerodinâmicas e de rampa antes de multiplicar a força de tração total pela velocidade e, depois, considere a eficiência da transmissão. Use a massa total em movimento, incluindo passageiros e carga, não apenas a massa em ordem de marcha. Mantenha todas as entradas nas unidades SI exibidas e escolha um coeficiente que represente a pressão real dos pneus e a superfície. A gravidade padrão é 9.81 metros por segundo ao quadrado para a Terra, mas pode ser alterada para cálculos educacionais ou fora dela. A força ajuda a comparar pneus e superfícies, enquanto a potência torna claro o custo energético na velocidade escolhida.