Esta es una pregunta comprensiblemente común para hacerse hoy en día. Casi todos usamos un teléfono inteligente, una mesa o un reproductor de MP3. (Y me pregunto por qué no hay respuestas de los expertos / gurús de teléfonos inteligentes de Silicon Valley). ¿Quién no ha golpeado accidentalmente la bandeja al lado del iPhone en la mesa para ver nuestro precioso recipiente de vidrio y metal de cosas y el conector para el resto de la humanidad en caída libre de esas duraderas eternas 30 pulgadas al piso con la esperanza de que rebote como ¿fue antes? Bueno, después de leer esto, podría reconsiderar sus deseos.
Cuando cualquier objeto cae, está convirtiendo la energía gravitacional potencial en energía cinética (dejemos de lado la disipación de energía dada por la fricción sobre el aire por ahora, la altura es demasiado pequeña para apreciar el efecto, esto definitivamente no es una cápsula de retorno Soyuz desde la órbita externa )
En ecuaciones simplificadas básicas:
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[matemáticas] m \ cdot {g} \ cdot {h} = {{1} \ over {2}} m \ cdot {v ^ {2}} [/ math]
donde m es la masa del dispositivo, g es la aceleración gravitacional, h la altura de la mesa temida y v la velocidad justo antes del impacto.
Cuando nuestro precioso espejo negro esté a punto de tocar el suelo, tendrá una velocidad independiente de mas y una energía que dependerá de su masa y de la altura desde la que se dejó caer.
La pregunta es qué podemos hacer para mitigar los efectos del impacto una vez que se bloquee. Por un lado, un buen diseñador puede trabajar en la reducción de la energía cinética en el impacto y por el otro puede trabajar en disipar y / o absorber esta energía de la manera menos peligrosa. Aquí hay algunas estrategias posibles para la reducción de energía:
- Reducción de masa : es inevitable que, una vez caídos, los objetos más livianos, para sobrevivir al choque, necesiten disipar menos energía porque su energía potencial es directamente proporcional a su masa. Haga estos teléfonos inteligentes / tabletas / lo que sea más ligero. Por favor. Cuanto más ligero, mayores serán las posibilidades de que sobrevivan.
- Aumente la resistencia del aire : no es el Soyouz, pero podría disipar energía como el Soyouz, sí. Un paracaídas, alas, plumas, cualquier cosa que aumente la resistencia reducirá la energía cinética y ayudará a salvar nuestro dispositivo. Podría ser una solución extraíble, que se abre cuando el teléfono comienza a caerse (o cada vez que decide dar un paseo en un RoooooollEEEErcOOOOAAASTEEEERRRR). No me sorprendería tanto si alguien intentara patentar esa estrategia .
- Live on the ISS : no es tan practicable pero aún así, la aceleración gravitacional en el teléfono se reduciría a casi cero y no tendrá que preocuparse más.
De vuelta a los asuntos serios. Es demasiado tarde, así es como pesa el iPad, está a punto de golpear el suelo, veamos qué se puede hacer para disipar o absorber la energía.
- Coloque las masas correctamente : necesita que el dispositivo caiga en los bordes, no en el lado plano; de lo contrario, la pantalla (y no puede vivir sin una pantalla) recibirá el impacto y la grieta (y no, el cristal de zafiro no sería capaz de ayudarte en esto, podría ser aún peor). Al elegir colocar los dispositivos internos y las masas, puede diseñar el dispositivo para que caiga solo en sus bordes / lados. Nota: para mí es evidente que ya lo hacen por cómo caen estas preciosas cosas negras.
- Use materiales que absorban energía : la energía debe ir a algún lado y debe ser disipada. Una forma posible es usar materiales que sean buenos para absorber energía y hay dos formas de abordar el problema:
- Plasticidad : el método utilizado por Apple. Consisto en usar una aleación de metal deformable plásticamente con un límite elástico relativamente bajo. Su elección fue para las aleaciones de aluminio: material primario relativamente barato, relativamente barato de producir / formar y con un bajo límite elástico. ¿Recuerdas todo el alboroto sobre la flexión del iPhone 6? Cuanto mayor es el límite elástico de la aleación utilizada, menor es la tendencia a doblarse, pero menor es la energía absorbible por la caja al momento del impacto. Entonces, su elección, dado el gran peso del iPhone 6, fue tratar de proporcionar un estuche con la mayor energía absorbible posible. Lástima que haya sabelotodos que pegan esa cosa larga y grande en su espalda (bolsillos) y la doblan cuando se sientan sobre ella … bueno. Ellos (probablemente) simplemente evitaron el recocido tanto o cambiaron la aleación para tener un mayor límite elástico para que no se doble. Pero recuerde: el precio que ha pagado por esto es que absorberá menos energía y el dispositivo será más propenso a fracturarse en caso de impacto. ¿Hay aleaciones superiores? Sí, podrían cambiar a aleaciones de titanio, pero el costo del material y del procesamiento sería sensiblemente mayor (al menos por ahora).
- Inmensa elasticidad : este es el método alternativo. No estoy entusiasmado con eso porque, en lugar de absorber la energía y disiparla como energía térmica (eso es lo que sucede cuando se deforma plásticamente un metal), tendrá un material que lo liberará como energía elástica. Básicamente, está colocando un resorte alrededor de su dispositivo para que se recupere (y continúe rebotando y rebotando). Personalmente, no me gusta esta solución porque aumenta las posibilidades de que el dispositivo caiga plano y dañe la pantalla. Una vez que la pantalla se agrieta, el usuario inevitablemente tendrá que cambiarla, mientras que si el estuche simplemente está abollado, el “problema” es simplemente estético (bueno, a muchos incluso les gusta la apariencia resistente / viva que las abolladuras dan a los objetos metálicos). Esta estrategia podría permitir la adopción de aceros de maravilla de alto rendimiento, aceros de resorte o (si debe ser excéntrico) metales amorfos. Esta estrategia también podría permitir una reducción en el peso de la carcasa. Nota: si alguna vez Apple logrará crear un material suficientemente repetible y de alta calidad pero sobre todo resistente con la tecnología de Liquidmetal, entonces podríamos ver un cambio en su estrategia de diseño hacia metales amorfos y alta elasticidad en lugar de plasticidad para su carcasa.
- Airbags en torno al caso : sí, la patente se lanzó hace un tiempo (2011 si no me equivoco), ¿quién sabe si alguna vez la adoptarán? También ha habido una solución que combina airbags con chorros de aire para reducir la energía cinética. Aaaawwwww, qué lindo (horrible). (Imagen del ‘airbag’ del teléfono que significa que nunca romperías otro móvil):
- Parachoques a base de plasticidad que se salen al caer : de forma análoga a las bolsas de aire pero con materiales plásticos suaves para salvar la carcasa y deformarse. Para ser reemplazado después de que estén dañados. (Imagen del caso de iPhone ‘chaleco salvavidas’ revelado)