ربما كان يجب أن نقرأها كإشارة إلى أن محول MagSafe 2 لموصلات MagSafe القديمة والأصلية قد تم إدراجه على أنه توقف في Apple Store في الولايات المتحدة وكندا الأسبوع الماضي. انها مرة أخرى في الأوراق المالية هذا الأسبوع ، لكن مستقبل MagSafe في أجهزة كمبيوتر Mac المحمولة الجديدة غير مؤكد مع الكشف عن ماك بوك أحادي المنفذ. مع اتصال USB-C فقط للطاقة والبيانات والعرض ، قد تكون MagSafe في طريقها للغناء مع الجوقة غير مرئية.
هذا عار لأن شركة آبل قامت بإعادة تدريب الأشخاص من جميع الأعمار ، وربما بعض الحيوانات ، حتى لا تقلق بشأن كابلات طاقة الكمبيوتر المحمول من Mac. إنطلق! قف عليها ، قم برحلتها ، انتزعها - قوة أصغر جهد تسحبها بحرية.
يقتبس براءة اختراع MagSafe من Apple:
... تحدد مساحة سطح نصفي انجذاب مغناطيسي عدد خطوط التدفق المغناطيسي وبالتالي الحيازة القوة بينهما لأن قوة القابضة تتناسب مع منطقة التلامس بين الاثنين جذب مغناطيسيا أنصاف…
ماذا قالوا.
لا يحتوي كابل USB من النوع C (أو USB-C) على مثل هذه الميزة. وله اختلافان واضحان: الأول ، توصيل طرف USB-C ، مثل طرف الكابل ، بمنفذ ، يشبه إلى حد كبير اتصالات نوع أ وأعمق من نوع USB.
ثانيًا ، في حين تم تحسين MagSafe للمساعدة في القوة "غير المحورية" - أي اتجاه باستثناء الاتجاه المباشر - فإن مقبس USB-C والمقبس يعانون من الأسوأ من ذلك. كفيزيائي فلكي كاتي ماك قال ، "عبقرية موصل MagSafe هو أنه إذا قمت بتطبيق قوة أي اتجاه آخر إنه يكسر الختم المغناطيسي بسهولة بالغة ، ومن ثم لا توجد قوة مطلوبة لإزالة الموصل تمامًا ".
MagSafe (يمين) و MagSafe 2 (يسار) ليسا متعدد الاستخدامات مثل USB-C ، لكنهما قد حفظا لحم الخنزير المقدد لدينا عدة مرات.
ولكن ما مدى احتمالية سحب جهاز MacBook الجديد من على السطح مقابل كابل USB-C الذي يخرج أولاً؟ تظهر حساباتي ، التي فحصها Mack ومجموعة متنوعة من المهندسين ، أنه من شبه المؤكد أن جهاز MacBook سوف يتحرك قليلاً أو كثيرًا ما لم تتم محاذاة جميع نجومك تمامًا.
انتظر! بعض الرياضيات قادمة ، لكن الأمر يستحق ذلك.
هناك اضطراب في القوة
منتدى منفذ USB يحدد على وجه التحديد مقدار القوة المطلوبة لسحب كابل USB-C مجانًا ، مقاساً بالنيوتن (N) ، وهي القوة المطلوبة لتسريع كيلوغرام من الكتلة عند متر واحد في الثانية المربعة (1 م / ث2). لأن الجسم تحت التسارع يزيد من سرعته باستمرار ، الجسم الذي يتحرك في حالة الراحة يتحرك بسرعة 1 م / ث2 يجتاز 0.5 م (1.6 قدم) في الثانية الأولى ، و 2 م في الثانية الثانية ، و 4.5 م في الثانية الثالثة.
تقول مجموعة USB أن الموصل الجديد يجب أن يتطلب 8N إلى 20N من قوة الاستخراج. بعد 10000 دورة اتصال ، يجب أن يكون مطلوبًا ما لا يقل عن 6N. (للمقارنة بشيء مألوف لك بالفعل ، فإن موصلات USB من النوع A التي يتم بيعها كأجزاء تشير عادةً إلى قوة 10N كحد أدنى للاستخراج.)
يقوم MacBook بسحب خاص به ، فقط يجلس هناك. نبدأ بكتلته ، 2.03 رطل (0.92 كجم) ، الأمر الذي يتطلب قوة تبلغ حوالي 0.9N لتسريعها إلى 1 م / ث2. ولكن لدينا أيضًا جاذبية في عالمنا ، ويجب حساب ما يسمى بالقوة الطبيعية. لنفترض أن جهاز MacBook على سطح مستو. تقوم الأرض بسحب حوالي 10 م / ث2 على السطح. نضرب ذلك في 0.92 كجم للحصول على قوتنا في نيوتن ، أو ما يقرب من 9N. (مهندس الفضاء برادلي Grzesiak حذرني من تجنب الكثير من المنازل العشرية: جاذبية الأرض تختلف بما يكفي حول العالم.)
يحتوي MacBook الجديد على أقدام مطاطية في الأسفل ، تمامًا مثل أجهزة الكمبيوتر المحمولة الحالية من Apple. لكنها أيضًا أخف وزناً ، مما يعني أنها تأخذ قوة أقل لتحريكها.
لكن علينا أن نتعامل مع الاحتكاك. افترض أن جهاز MacBook ذو القدم المطاطية - لديه أربعة أقدام ، تمامًا مثل جهاز MacBook Air - على طاولة خشبية. معامل الاحتكاك القياسي للمطاط على الخشب ، أقرب مقارنة يمكن أن أجدها ، هو 0.70 للاحتكاك الساكن (أحيانًا يسمى الاحتكاك) ، أو الاحتكاك في حالة توقف تام. د. درانغ- تسمية الإنترنت لمهندس استشاري يكتب أشياء ذكية للغاية عن العلم ، البرمجيات والهندسة - يقترح عبر البريد الإلكتروني أن 0.70 متفائل للعديد من الأسطح ، و 0.40 أخرى معقول.
الآن نضرب معامل 0.70 للحصول على 6N تقريبًا ، أو 0.40 للحصول على حوالي 4N. إذا كان الكمبيوتر المحمول على طاولة معدنية أو زجاجية ملساء ، فقد يكون المعامل 0.20 ، أو 2N أو نحو ذلك. فكر في الجاذبية: هذا النطاق من 2N إلى 6N هو حوالي 20 إلى 60 بالمائة من جاذبية الأرض. ليس كثيرا!
ومع ذلك ، وجهني Grzesiak إلى المكتب الوطني للمعايير لعام 1942 (الآن NIST) تقرير اختبار على المطاط (انظر أعلاه) التي نظرت بمزيد من التفاصيل في النقطة الأولية للتغلب على الاحتكاك الثابت بمعدلات مختلفة من التسارع الأولي. كلما زاد التسارع من الصفر ، كلما زاد المعامل.
تريد الحصول على نردي حول خصائص الاحتكاك للمطاط؟ أوه ، يمكن أن نشعر بالقلق من خصائص الاحتكاك للمطاط.
يمكن أن يسرع النطر من الكبل جهاز كمبيوتر محمول بسرعة كبيرة لدرجة أن عامل المعامل الأولي للمطاط على الزجاج يمكن أن يصل ارتفاع الجدول إلى 5 - مما يعني أنك ستحتاج إلى القوة بترتيب خمس جاذبية أرضية (50 نيوتن) للحصول على جهاز MacBook متحرك. لكن تذكر أن القوة تنطوي على الكتلة والتسارع: إن انتزاع المفاجئة بوزن ثقيل (مثل تقاطع ساق الإنسان بكبل) يمكن أن ينتج قوة لفترة وجيزة وفقًا لهذا الترتيب من حيث الحجم!
بعد أن يتغلب الكمبيوتر المحمول على الاحتكاك الساكن ، يتم تشغيل الاحتكاك الحركي ، مما يقلل بشكل كبير من القوة اللازمة لإبقائه في الحركة وتسريعه أكثر.
نتيجة جيدة لتحطيم
لدينا الكثير من شروط البدء المثالية والمقدرة ، حتى نتمكن من إجراء تجاربنا الفكرية الآن. (طلبت من Apple إدخالاً ، لكنني لم أتلق رداً.)
دعنا نأخذ الحالة التي يقوم فيها شخص ما بأكثر عملية مثالية مثل اتجاه القوة تمامًا مقابل مقبس USB-C ، بحيث لا يكون هناك قص في أي اتجاه آخر نحتاج إليه يعتبر.
في هذا السيناريو ، نعلم أنك تحتاج إلى تطبيق قوة أولية تتراوح بين 2N و 50 N اعتمادًا على المواد والافتراضات التي تجعل MacBook يصل إلى معدل تسارع 1m / s السحري2، ولكن بعد ذلك قوة أقل بعد ذلك. نظرًا لأننا بحاجة إلى سحب من 8N إلى 20N لإزالة الموصل ، فمن الواضح أن هذا غامض. هل سيتم سحب القابس من المقبس عندما يتم التغلب على الاحتكاك الساكن؟
اضغط للتكبير.
وهناك تجعد. إذا كنت تسرع بسرعة، تمارس قوة أكبر. أي خذ 1 كيلوغرام إلى 2 م / ث2، والقوة 2N. وبالتالي ، اتخذ الإجراء الموضح أعلاه لتقاطع ساق شخص ما مع الكابل ، وافترض أن كتلة الساق المشاركة في القوة هي 10 كجم. هذا مضاعف عشرة أضعاف مقابل أي تسارع تم إنتاجه.
من المفترض أن يبلغ طول رأس ومقبس الكابل 6 مم فقط. بافتراض أن الطرف العلوي لقوة استخراج USB ، 20N ، هو الاحتكاك الساكن و 8 N هو الحركية الاحتكاك ، من المحتمل أن ينبثق الكابل مجانًا في جزء من الثانية قبل أن يتحرك الكمبيوتر المحمول كثيرًا ، إذا كان على كل حال.
شرح لي الدكتور درانغ المزيد:
ما يحدث لجهاز MacBook عندما تسحب الكابل لا علاقة له بالقوة التي تطبقها من السرعة التي تطبقها بها. إذا قمت بسحب الكبل بسرعة ثابتة ، أو بأي تسارع أقل من 4.8 م / ث2، لن يخرج الموصل أبدًا ، وستتخلص من جهاز MacBook على الأرض. إذا قمت بسحب الكابل بسرعة أكبر من 17.8 م / ث2، سيخرج الموصل وستتنفس الصعداء.
لأن منتدى منفذي USB يصف نطاقًا واسعًا في المواصفات ، حتى وإذا كان USB-C الخاص بشركة Apple يتم اختبار المحول عبر أجهزة كمبيوتر متعددة لقوة الاستخراج ، فمن المستحيل معرفة ما هو ضروري التسريع.
دعونا نلقي نظرة أيضًا على حالات القص ، حيث يتم تعثر الحبل أو انتزاعه في أي زاوية أو اتجاه. وأشار ماك ، "سيكون من الصعب جدًا القيام بسحب الكابل عن طريق الصدفة. إذا كنت تسحب في أي زاوية أخرى غير مباشرة ، فهذا أمر صعب للغاية ، حيث يتم توجيه القوة الآن في اتجاه يزيد من الاحتكاك كثيرًا ".
قال كل من الدكتور درانج وماك إنه إذا كان الكمبيوتر المحمول مجانيًا بما يكفي لسحبه من على السطح ، فيمكن تقليل هذا القص من خلال الكمبيوتر المحمول الذي يدور أولاً إلى زاوية أفقية أقل انحرافًا. ومع ذلك ، لا تزال هناك مسألة الزاوية من MacBook إلى النقطة على الكبل حيث يتم تطبيق القوة. من المحتمل أن يكون هذا عموديًا ، انخفاض من فتحة القابس إلى الأرض حيث يمسك قدم أو قدم شخص ما على الكابل.
جريج كونيج ، مصمم صناعي في بورتلاند ، أوريغون ، ومدير في مختبرات لمى، فحصت صور لوحة المنطق من Apple والصور الأخرى لجهاز MacBook بناءً على طلبي. وأشار إلى أن موصل أنثى USB-C ليس جزءًا من لوحة المنطق الرئيسية ، على عكس الموصلات الموجودة على أجهزة MacBooks السابقة. وهذا يعزل الضرر ، إن وجد.
لا يمتد لوح المنطق MacBook الجديد إلى حواف العلبة ، لذلك إذا تعرض منفذ USB-C للتلف ، فقد لا يتأثر باقي MacBook. على افتراض أنه لم يتحطم على الأرض.
يقول كونيج أن تصميم الميناء لا يكشف عن أي جزء من الصفائح المعدنية خارج غلاف الألومنيوم. مع قوة مائلة كافية ، سيتم تثبيت رأس الكابل المعدني على إطار MacBook ، دون الضغط على المنفذ مباشرة. إذا كان الكمبيوتر المحمول فضفاضًا على سطح ، فمن شبه المؤكد أن السحب بشكل غير مباشر على الكابل سيجلب الكمبيوتر المحمول معه بشكل أكثر موثوقية من تجربة الفكر "المستقيمة تمامًا".
ومع ذلك ، إذا كان الكمبيوتر المحمول محميًا بطريقة ما - حتى إذا كنت تمسكه بإحكام في يديك - فمن المحتمل أن تكون نهاية قابس الكبل هي قال Koenig ، تاركًا قشرته في منفذ USB-C ، وربما دون التسبب في أي ضرر لجهاز MacBook. يمكن بعد ذلك إزالة القشرة المعدنية بعناية.
رحلة رائعة وخفيفة الوزن
على مستوى ما ، أحاول عكس هندسة تفكير آبل حول التصميم والاختبار ، سواء في مشاركتها الهندسية الأكبر في تشكيل USB-C ، وفي تنفيذه الخاص. تم إجراء جميع الحسابات والتمارين المذكورة أعلاه بالتأكيد ألف مرة في المحاكاة والنماذج الداخلية ، وتشكيل تطور مأخذ ، لوحة المنطق ، الكابلات الخارجية ، و أكثر.
في النهاية ، هذا لا يكفي. سوف تنهار أجهزة الكمبيوتر المحمولة التي تعمل بنظام Mac على الأرض بكميات أكبر بكثير مما كانت عليه على مدى السنوات العديدة الماضية. لقد سمعت أنه قيل منذ صباح يوم الاثنين أن MagSafe كانت أفضل ميزة لأجهزة Apple اخترع لأجهزة الكمبيوتر المحمولة الخاصة به ، وأنا مضغوط بشدة لإنكار ذلك - على الرغم من أن عمر البطارية الطويل للغاية جميل ، جدا.
من الواضح أن MagSafe كان أفضل واتفق الخبراء. أوصي بإعادة تدريب طفلك الدارج الآن.
(شكرا أيضا رامز نعم لتدريسني في بعض أفكار الفيزياء والكرة الطائرة.)