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¿Cuánta fuerza hay en una pulsación? (estimada, por supuesto)?

Soy un desarrollador de software, y necesito calcular la cantidad estimada de fuerza gastada al escribir un texto almacenado. Preferiblemente de alguna manera interesante. (es decir, la fuerza ejercida sobre las teclas hasta ahora es suficiente para empujar un coche 5 millas) (o: equivalente a 100 kg de TNT)

Supuestos:

  • No vamos a preocuparnos de los borrados ni de mover el cursor ni nada, sólo voy a contar los caracteres del texto almacenado.
  • Realmente no me importa si el espacio requiere más fuerza o no, esto es más un "dato curioso" que otra cosa.
  • Por lo que he encontrado en internet, la fuerza media necesaria para pulsar una tecla es de unos 12,9 N (fuente) .
  • Se han escrito cientos de millones de caracteres.

Preguntas

  • ¿Cuál es una buena manera de hacer que esto sea algo con lo que la gente se sienta identificada?
  • ¿Cómo puedo calcularlo?

Gracias de antemano a todos por su valioso tiempo y sus aportaciones.

EDIT: Pensé que mi post original dejaría esto bastante claro: me doy cuenta de que sólo tengo el fuerza necesario para pulsar cada tecla. Estoy buscando una manera de demostrar que la fuerza aplicado a algo que ayude a la gente a cuantificarla, energía hipotética en términos que la gente pueda entender.

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AgentConundrum Puntos 10107

Enfoque experimental del comentario de @HDE hecho. Respuesta entre 1 y 2 onzas = 1/4 a 1/2 Newtons ( http://www.wolframalpha.com/input/?i=convert+2+onzas+a+newtons ). Recorrido de la llave 3mm, digamos, = 1,5 miliJoules = $3.59×10^{-7}$ calorías dietéticas ( http://www.wolframalpha.com/input/?i=convert+0,5+newtons+veces+3+milímetros+a+Calorías ). Así que, por cada 3.000.000 de pulsaciones, digamos, es una caloría. No es una gran proporción del consumo diario de calorías de la persona que pulsa las teclas.

Como muestra, Wolfram alpha es su buen amigo para este tipo de preguntas.

6voto

Dori Puntos 1325

Parece que te interesa más la energía que la fuerza. No es posible decir "la fuerza ejercida sobre las llaves hasta ahora es suficiente para empujar un coche cinco millas, o es equivalente a 100 kg de TNT" porque empujar un coche a una cierta distancia y hacer explotar una cierta cantidad de TNT no son ejemplos de una fuerza determinada. El TNT tiene una cierta cantidad de energía. Empujar el coche también requiere energía, pero la cantidad de energía necesaria depende del coche y de la velocidad a la que lo empujes. Hay una determinada fuerza mínima para empujar el coche a una velocidad determinada, pero una vez que aplicas esa fuerza, puedes empujar el coche un metro o mil kilómetros, todo ello aplicando la misma fuerza.

La fuerza tampoco suma de la manera que implica tu pregunta. Si ejerzo un Newton de fuerza sobre algo durante una hora, no es 3600 veces más fuerza que si ejerzo un Newton de fuerza durante un segundo. En cambio, el impulso que imparto al objeto será 3600 veces mayor. La fuerza es la misma.

Del mismo modo, si ejerzo cinco newtons de fuerza sobre una tecla, la suelto y vuelvo a ejercer cinco newtons, no son diez newtons en total. Son sólo cinco, luego cero, luego cinco Newtons.

Se puede calcular la energía mediante la fórmula

$$E = Fd$$

$E$ es la energía gastada. $F$ es la fuerza. $d$ es la distancia que recorre el objeto mientras se ejerce la fuerza. Así, si al pulsar una tecla se ejercen normalmente 10 Newtons y la profundidad de la pulsación es de 1cm, entonces se está ejerciendo $10 N * 1cm = 0.1 J$ por pulsación de tecla.

Sin embargo, la cifra de 10 N (o 12,9 N) es casi seguramente errónea. Ese es el peso de un libro de texto pesado, no el de una tecla de ordenador. Este documento sobre ergonomía discute la fuerza de las pulsaciones, pero no tengo acceso a él y no se citan mediciones de fuerza en el resumen. Esta página cita fuerzas del orden de 0,25 a 1,5 N. La energía total por pulsación podría ser de unos $0.5N * 0.5 cm = 2.5*10^{-3}J$ . Eso significa que al escribir esta respuesta, he gastado unos 5J de energía en el teclado.

Escribir las obras completas de Shakespeare requeriría aproximadamente una caloría (una centésima parte de la energía que se obtiene de un plátano).

Como señaló dmckee en un comentario, este es el trabajo realizado en el teclado, por lo que es una cantidad mínima de energía gastada asumiendo que los resortes del teclado no le devuelven ninguna energía. El usuario humano real es menos eficiente.

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