Engineering
Macchina per scrivere e leve
Scrivi a una scrivania d’ufficio vicino alla finestra: una pressione muove il tasto e il suo martelletto attraverso i leveraggi come un solo corpo contro la molla di ritorno; quando il tasto va a fondo il martelletto vola da solo e colpisce il rullo con esattamente l’energia della formula chiusa, e ciò che il nastro non restituisce inchiostra la lettera. Premi meno della forza di soglia e il martelletto non arriva mai; scrivi sempre più in fretta finché due martelletti si incontrano nel guidacaratteri e si incastrano; carica il carrello finché non riesce ad avanzare di un passo prima del colpo seguente, e le lettere finiscono una sull’altra. Il lavoro delle dita è contabilizzato contro ogni perdita.
Cosa succede
Quattro martelletti da 5·10⁻⁵ kg·m², ciascuno legato al suo tasto con 100 rad per metro di corsa, contro una molla di ritorno di 12 mN·m più 8 mN·m per radiante. Finché il tasto scende, tasto e martelletto si muovono come un corpo di massa efficace m_k + I G²; quando il tasto va a fondo a 12 mm la sua energia cinetica va nell’arresto e il martelletto vola fino al rullo a 1,75 rad, colpisce con restituzione 0,2 e ricade sul suo cuscinetto di riposo. Ogni colpo libera lo scappamento: la molla motrice tira il carrello da 2,5 kg di un passo di 2,54 mm. Due martelletti insieme oltre l’angolo del guidacaratteri si incastrano. RK4 a 20 µs; il lavoro delle dita è contabilizzato contro ogni perdita.
Da provare
Premi un tasto e confronta l’energia del colpo con la formula chiusa; scrivi più in fretta finché il cesto si incastra, poi sbloccalo; carica il carrello finché le lettere si sovrappongono; premi meno della forza di soglia.
Il modello e i suoi limiti
Martelletti e tasti rigidi, una molla lineare, urti istantanei, una molla motrice costante, quattro martelletti in uso; niente meccanica di avanzamento del nastro né di interlinea. Le energie sono quelle di questo meccanismo idealizzato.
Equazioni del modulo
Equazioni (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
