En nuestra universidad hay un cartel que anima a los estudiantes a subir por las escaleras en lugar de utilizar el ascensor para ahorrar electricidad durante los calurosos veranos de Nueva York.
Cuando subes las escaleras, generas algo así como 8 veces tu energía mecánica en el metabolismo, que se disipa en forma de calor y debe ser enfriada por el aire acondicionado de nuestros huecos de escalera refrigerados.
¿Cuáles son las hipótesis plausibles sobre los límites de eficiencia energética del aire acondicionado y la elevación mecánica de un ascensor? ¿Qué límites (fundamentales) existen que impiden una eficiencia del 100% en el caso del ascensor? ¿Hay otros factores importantes para este análisis?
¿Es plausible que la universidad se equivoque? ¿Debemos tomar el ascensor en lugar de las escaleras para ahorrar energía a la universidad? ¿Los humanos de un futuro energéticamente eficiente se parece a Wall-E ?
La fuente de esta pregunta es un problema de física en el cuarto de baño colocado encima de los retretes del departamento de física de la universidad, cerca de las oficinas de los graduados. Los problemas son enviados por los miembros del departamento. Hasta donde yo sé, ninguno de ellos fue nunca una pregunta de tarea. Esta pregunta está adaptada por mi memoria de baño de un problema que fue proporcionado por Andrei Gruzinov .
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No hay que olvidar que el motor del ascensor levanta mucho más que una persona, y la energía utilizada (más el calor) es correspondientemente mayor.
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@Javier Los ascensores suelen tener un contrapeso igual al de la propia cabina. Así que realmente sólo debería gastar la energía para levantar / frenar la caída de las personas en la cabina, y superar la fricción.
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Sobre el carácter funicular de los ascensores: uno de los museos públicos de la ciudad en la que crecí tiene ascensores de cristal en los que los mecanismos de funcionamiento de la parte superior e inferior también están expuestos a la vista. Cuando una cabina cambia de piso esta enorme La pila de placas de hierro (como la máquina de pesas de Hércules) se mueve unos centímetros.
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No creo que sea muy pertinente para las partes importantes del problema, pero es de suponer que el problema es más relevante porque nuestro departamento de física está en la décima planta del edificio.
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Creo que vale la pena señalar para el análisis que probablemente no se coma la ineficiencia sistemática "completa" del ascensor, ya que en realidad sólo le importa el coste neto de levantar a una sola persona con el ascensor, y los ascensores rara vez funcionan con una sola persona en nuestro concurrido edificio. Si se supone que se está en la minoría que acepta el consejo de la universidad de utilizar las escaleras, el coste sistemático desaparece casi por completo (porque los ascensores ya estarían funcionando la mayor parte del tiempo). n.b. incluso en este caso hay todavía un límite fundamental que impide la perfecta eficacia de la elevación.
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Un amigo mío opinó que a la universidad no le importa el ahorro de energía y sólo quiere que hagamos ejercicio.
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El secreto real La razón del contrapeso en un ascensor de tracción es mantener el cable de elevación bajo tensión para que no resbale en el tambor. Un ascensor de tracción no puede funcionar sin un contrapeso importante, por muy potente que sea el motor. Si además hace que el sistema sea más eficiente desde el punto de vista energético, es un beneficio secundario.
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Por muy divertido que sea reflexionar sobre esto, también hay que tener en cuenta los efectos a largo plazo, no sólo una comparación del trabajo realizado por el único hecho de ser elevado. El uso de las escaleras convertirá al ser humano en una máquina más eficiente, capaz de hacer más y consumir menos. Las personas sanas pueden tolerar temperaturas moderadas sin tener que encender el aire acondicionado en sus habitaciones. Necesitan menos atención médica con el tiempo (aunque los que no están sanos pueden morir antes). Es difícil decir qué camino es mejor basándose en especulaciones. Hay que incluir todos estos factores y hacer una simulación real. Estoy deseando ver los resultados.
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¿Cuánto cuesta un Kw-hora en NYC?... y ¿cuánto cuesta la matrícula?
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@JEB Bueno, por supuesto, al menos los estudiantes de posgrado están financiados
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@james Interesante. Tiene sentido, aunque dada la ecuación del cabrestante parecería que se podría hacer funcionar un contrapeso bastante modesto simplemente asegurando un número suficiente de envolturas.
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Una rápida búsqueda en Google muestra que esta pregunta ha sido formulada y respondida muchas veces. Muchos veces, y con múltiples respuestas contradictorias. Los beneficios para la salud son indiscutibles, sin tener en cuenta los riesgos de caerse por las escaleras (definitivamente no es cero; es una de las lesiones más comunes relacionadas con el trabajo). A veces utilizo las escaleras para llegar a mi oficina del quinto piso, a menudo durante el horario de trabajo, pero nunca cuando estoy en el trabajo fuera del horario.