Потери энергии в системе "колесо- дорожное полотно" в значительной мере определяются работой диссипативных сил сопротивления качению- чем величина этих сил больше, тем и потери существеннее.
Величина сил сопротивления качению зависит от упругих свойств материалов, из которых изготовлены колёса и дорожное полотно (рассматривается случай ровного полотна). Чем упругие свойства этих материалов выше, тем упругие деформации сжатия меньше и величина сил сопротивления качению также меньше.
Можно рассмотреть два основных случая.
1) Упругость колеса меньше упругости дорожного полотна (транспортное средство на автомобильной дороге). 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. Работа упругих сил прямо пропорциональна жёсткости и квадрату величины деформации, а величина деформации обратно пропорцинальна жёсткости. Работа сил сопротивления качению (упругих сил) будет обратно пропорциональна жёсткости системы- больше жёсткость, меньше потери энергии.
2) Упругость колеса больше упругости дорожного полотна ( железная дорога, трамвайные пути, метро). В этом случае рельсу со шпалами (или основанием) можно представить как совокупность пружин, расположенных вдоль рельсы. При наезде колеса локомотива или вагона на "пружину" пути происходит её деформация. Работа сил деформации (сопротивления качению), как и в предыдущем случае, обратно пропорциональна жесткости "пружины"; на эту работу затрачивается энергия локомотива. Чем жёстче путь, тем меньше при прочих равных условиях потери энергии. Применение полимерных шпал с точки зрения энергоэффективности может быть возможно только в том случае, если их модуль Юнга равен или больше, чем у ныне используемых (при аналогичных размерах). Преобразование же энергии упругой деформации в другие виды энергии (например, электрическую) не только сложно технически, но и энергетически неэффективно: создание более "мягкого" пути приведёт к гораздо большим потерям энергии локомотива, чем выработается в виде электроэнергии. Возможным видится увеличение жёсткости пути для уменьшения потерь энергии локомотива на работу упругих сил.
Увеличение жёсткости системы "колесо- дорожное полотно" позволяет уменьшить энергетические потери в ней, не прибегая к использованию устройств, превращающих энергию из одних форм в другие.