Что такое КПД колеса?

В предыдущей статье  https://cont.ws/@gladkoov.pave... был задан вопрос в комментарии:

"Колесо на гладкой, твердой и упругой поверхности показывает великолепные показатели по КПД.///

А что такое КПД колеса?" Простой законный вопрос.

В самом общем смысле КПД - это отношение полезной энергии или мощности на выходе устройства к   полученной этим устройством энергии или мощности.  Если мы к телеге с колесами прилагаем входную силу тяги F, которая равна  силе сопротивления движению, то получим равномерное движение по горизонтали. Кинетическая энергия при таком движении без изменений, потенциальная также не меняется. И польза есть - груз перемещен, и КПД равен нулю.  Довольно парадоксально звучит.

Для колеса при движении по наклонной  поверхности и равномерном прямолинейном движении входная сила F равна силе сопротивления движению F с.

Если при подъеме на высоту h колесо остановилось и имеет нулевую скорость, отношение полезной работы к затраченной на подъем энергии, то есть КПД 

Здесь Кс - коэффициент общего сопротивления колеса, для ровных упругих поверхностей он равен 0,5 - 1 %.

По сути, на горизонтальных участках рассуждение о КПД колеса при равномерном прямолинейном движении - полная ересь. На участках с уклоном менее 0,515 град КПД меньше 50%, и до заявленных 99% КПД дойдет лишь на уклонах в 45 градусов, дальше при увеличении угла а   КПД еще увеличивается,  и при приближении к 90 градусам КПД приближается к единице. Что, впрочем , закономерно:

- при этом значении а нагрузка на колесо приближается к нулю.