文章來自「科學大院」公眾號
作者:蘇澄宇
每天你花在手機上的時間是多少?
(圖片來源:lifehack)
很多手機都會有記錄用戶使用時間的功能,根據記錄,筆者每天使用手機的時間大約是5小時左右。不知道大家的使用時間如何(應該都挺長的)。
早就有媒體聲稱,多玩手機會變胖:
不過,也有人(槓精)會反駁:「我每天都在點擊屏幕,也要消耗能量啊!點擊次數足夠就好了啊!比如……點讚1000次!」
那麼,點一個贊究竟可以消耗多少熱量呢?
如果你在網上搜索相關的問題,得到的答案很可能是這個:
雖然是點擊滑鼠的問題,但考慮到動作的相似性,所以可以當作近似值。按照搜索的結果,動一下手指(單擊滑鼠)大概消耗1.42卡路裡。貌似問題就這麼解決了。
但本著科學的精神,我們還是要來自己計算一番。
首先,進行單位換算
卡路裡是熱量單位,它的定義就是將1克水升高1攝氏度所需的能量。卡路裡又被人稱為小卡,那是不是還有大卡呢?有的,1000卡路裡就是1千卡,也就是1大卡。
知道卡路裡之後,我們還需要知道另一個能量單位:焦耳,1焦耳是指施加1牛頓作用力經過1米距離所需的能量。什麼?你還是有點難以理解?通俗點說,這能量也等同於在地心引力影響下將一個質量為102克的蘋果抬高一米。
雖然卡路裡和焦耳都是能量單位,但在使用場景上卻有著一定的差別,卡路裡更多地使用在營養計量和健身手冊上。而焦耳是國際標準的能量單位,應用的場景更廣泛,比如食品袋上的營養成分表會用千焦做單位。如果將1卡路裡轉化為焦耳做單位,那麼1卡=4.182焦耳。
(圖片來源:webmd)
確定計算所需參數
高中物理學告訴我們,能量是被視為某個物理系統對其他物理系統做的功,由於功被定義為力作用一段距離,因此能量等同於沿著一定的長度阻擋某作用力的大小。它的計算公式就是W=Fd,F是力的大小,d是位移距離。
嚴格來說,點讚這個動作裡手指與屏幕存在了一定的夾角,就是說計算裡還得考慮到夾角才對,但這個角度應該是很小的,為了簡單起見,我們省略它。
好了,那麼計算需要的數值有:點讚所需要的力大小,和點讚的距離。
按一下屏幕所需的力是多少呢?根據科學家Deanna Asakawa的測試,按一下屏幕平均需要0.5牛頓的力。
科學家的測試過程(圖片來源:文獻1)
按一下(tap)屏幕消耗0.5N的力(圖片來源:文獻1)
手指按下的過程中,指墊會發生形變,形變的這個距離就是按壓力作用的距離。指尖形變的距離取1毫米好了。
按滑鼠的時候會手指產生一定的形變(圖片來源:文獻2)
結果令人……
然後,將力(0.5N)和位移(0.001m)距離相乘,就得到做的功,大小為0.0005焦耳,轉換成卡路裡作單位約等於0.00012卡路裡。這和搜索的1.42卡路裡相距甚遠,約只有它的一萬兩千分之一。
那麼如果你想通過點擊滑鼠燃燒一大卡的熱量,你每天得至少點讚8333333次。假設你一天都在點讚,並且點讚頻率是1秒1下,那麼點讚8333333次得花費8333333秒,那就是96天左右……在完成這個運動量之前,你更多地應該考慮是不是會得手指腱鞘炎(屈指太多導致的疾病,手指會變得很腫,難以活動)。
Emmm…所以玩手機來減肥什麼的,就別痴心妄想了,趕緊挪起屁股去運動吧!
參考文獻:
[1]Asakawa D S, Crocker G H, Schmaltz A, et al. Fingertip forces and completion time for index finger and thumb touchscreen gestures[J]. Journal of Electromyography and Kinesiology, 2017, 34: 6-13.
[2]Shima K, Tamura Y, Tsuji T, et al. Estimation of human finger tapping forces based on a fingerpad-stiffness model[C]//2009 Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society. IEEE, 2009: 2663-2667.
科學大院是中科院官方科普微平臺,由中科院科學傳播局主辦、中國科普博覽團隊運營,致力於最新科研成果的深度解讀、社會熱點事件的科學發聲。