Die Kraft, die $ F _ {\ text {r}} $ benötigt, um ein Radfahrzeug mit der Masse $ m $ zu fahren, wird mit der folgenden Formel angegeben (ich werde den Schlupf vernachlässigen):
$$ F _ {\ text {r}} = F _ {\ text {reifen}} + F _ {\ text {aero}} + F _ {\ text {acc.}} + F _ {\ text {hang}}. $$
Die Reibungskraft der Reifen ergibt sich aus $ F _ {\ text {tyre}} = c _ {\ text {tyre}} mg. $ Der dimensionslose Reifenreibungskoeffizient $ c _ {\ text {tyre}} $ liegt im Allgemeinen zwischen $ 0,005 $ und $ 0.010 $.
Der aerodynamische Widerstand ergibt sich aus $ F _ {\ text {aero}} = \ frac {1} {2} \ rho _ {\ text {air}} c _ {\ text {D}} A _ {\ text {ref}} v ^ 2 _ {\ text {rel}}. $ Der dimensionslose Luftwiderstandsbeiwert liegt zwischen $ 0,28 $ (gute Aerodynamik) und $ 0,80 $ (schlechte Aerodynamik zB für LKW). Der Referenzbereich $ A _ {\ text {ref}} $ ist der projizierte Bereich der Vorderseite des Fahrzeugs. Bei sehr kleinen Relativgeschwindigkeiten kann $ v _ {\ text {rel}} = v + v _ {\ text {wind}} $ der aerodynamische Widerstand vernachlässigt werden.
Die Kraft, die für eine gegebene Translationsbeschleunigung $ \ ddot {x} $ benötigt wird, ist gegeben durch $ F _ {\ text {acc.}} = E _ {\ text {m}} m \ ddot {x} $. Der dimensionslose Koeffizient $ e _ {\ text {m}} $ soll berücksichtigen, dass auch die Komponenten von Motor, Getriebe usw. beschleunigt werden müssen. In den meisten Fällen liegt sie zwischen 1,05 USD und 1,40 USD.
Die Kraft $ F _ {\ text {slope}} = mg \ sin {\ alpha} $ ist erforderlich, um eine Steigung von $ \ alpha $ zu überwinden (in Grad, also denken Sie daran, $ \ sin {\ alpha} $ in Grad und zu berechnen nicht in rad).
Insgesamt erhalten wir also:
$$ F _ {\ text {r}} = c _ {\ text {reifen}} mg + \ frac {1} {2} \ rho _ {\ text {luft}} c _ {\ text {D}} A _ {\ text { ref}} v ^ 2 _ {\ text {rel}} + e _ {\ text {m}} m \ ddot {x} + mg \ sin {\ alpha}. $$
Um die erforderliche Leistung $ P _ {\ text {r}} $ zu erhalten, multiplizieren Sie einfach $ F _ {\ text {r}} $ mit der Geschwindigkeit $ v $ des Fahrzeugs. Beachten Sie, dass unter Berücksichtigung des Windes im Allgemeinen diese Geschwindigkeit $ v $ nicht der relativen Geschwindigkeit $ v _ {\ text {rel}} $ entspricht.
