Engineering
Machine à écrire et leviers
Tapez à un bureau près de la fenêtre : une pression pousse la touche et sa barre à caractère par la tringlerie comme un seul corps contre le ressort de rappel ; quand la touche arrive en butée la barre continue seule et frappe le cylindre avec exactement l’énergie de la formule fermée, et ce que le ruban ne rend pas encre la lettre. Appuyez moins fort que la force de seuil et la barre n’arrive jamais ; tapez de plus en plus vite jusqu’à ce que deux barres se heurtent dans le guide et se coincent ; chargez le chariot jusqu’à ce qu’il ne puisse plus avancer d’un pas avant la frappe suivante, et les lettres se superposent. Le travail des doigts est comptabilisé contre chaque perte.
Ce qui se passe
Quatre barres à caractère de 5·10⁻⁵ kg·m², chacune liée à sa touche à 100 rad par mètre de course, contre un ressort de rappel de 12 mN·m plus 8 mN·m par radian. Touche enfoncée, touche et barre se meuvent comme un corps de masse effective m_k + I G² ; quand la touche bute à 12 mm, sa propre énergie cinétique va dans la butée et la barre vole jusqu’au cylindre à 1,75 rad, frappe avec une restitution de 0,2 et retombe sur son coussin de repos. Chaque frappe libère l’échappement : le ressort moteur tire le chariot de 2,5 kg d’un pas de 2,54 mm. Deux barres à la fois au-dessus de l’angle du guide se coincent. RK4 à 20 µs ; le travail des doigts est comptabilisé contre chaque perte.
À essayer
Appuyez sur une touche et comparez l’énergie de frappe à la formule ; tapez plus vite jusqu’au coincement de la corbeille, puis dégagez-la ; chargez le chariot jusqu’à ce que les lettres se superposent ; appuyez moins fort que la force de seuil.
Le modèle et ses limites
Barres et touches rigides, un ressort linéaire, des chocs instantanés, un ressort moteur constant, quatre barres utilisées ; ni mécanique d’avance du ruban ni d’interligne. Les énergies sont celles de ce mécanisme idéalisé.
Équations du module
Équations (m_k + I·G²)·a_x = F_key − G·(τ0 + k·θ), θ = G·x E_strike = (I·G²/m_eff)·(F·d − W_e) − W_free E_ink = E_strike·(1 − e²), F_min = (W_free·m_eff/(I·G²) + W_e)/d t_c = √(2·m_c·p/(F_s − F_f)), jam: two bars above θ_g
