Крутящий момент
момент силы
Это понятие впервые встречается на программе «Электроника, программирование и инженерная практика» — примерно 13-14 лет (7-8 класс).
Сила поворота: насколько сильно рука или мотор крутит вал. Тугую гайку легче сорвать длинным ключом — поворот получается сильнее.
Дверь: у ручки открывается легко, а у самых петель — почти не поддаётся. Чем дальше от оси, тем сильнее поворот при том же усилии.
Открыть дверь, толкая её одним пальцем у петель, посередине и у ручки; расставить три места по усилию.
Мера вращательного действия силы: момент = сила × плечо, где плечо — расстояние от оси вращения до линии действия силы. Редуктор увеличивает момент во столько раз, во сколько уменьшает обороты. Момент серво пишут в кг·см: серво на 10 кг·см удержит груз 1 кг на рычаге 10 см от оси.
Закрепить на качалке серво рычаг и подвешивать груз 200 г всё дальше от оси; найти расстояние, на котором серво перестаёт удерживать, и сверить с паспортным моментом.
M = F·l; единица СИ — ньютон-метр, у хобби-приводов — кг·см (1 кг·см ≈ 0,1 Н·м). Условие равновесия — сумма моментов относительно оси равна нулю (правило рычага). В передаче M₂ = M₁·i·η: момент растёт с передаточным числом за вычетом потерь. Мощность вращения P = M·ω: при той же мощности высокие обороты означают малый момент, и наоборот.
Проверить по паспорту серво 1,8 кг·см, удержит ли манипулятор груз 150 г на рычаге 8 см (1,2 кг·см — да, запас в 1,5 раза); перевести оба момента в Н·м.
Частое заблуждение
«Чем быстрее крутится мотор, тем он «сильнее»». Нет: сила вращения — это момент; редуктор убавляет обороты, но во столько же раз увеличивает момент.