Fordele og ulemper ved mekanisk kraft

Diskussioner af fordele og ulemper ved menneskelig magt og energi drejer sig ofte hovedsageligt om bekymringer om forurening, arbejdstageres sikkerhed, energieffektivitet og omfanget af den verdensomspændende forsyning. De fleste kræfter, der kræves for at opretholde tempoet i det moderne globale liv, stammer fra kilder, der giver uønskede affaldsprodukter eller på anden måde skaber uønskede situationer.

Mere end noget andet er de langsigtede og kortsigtede miljøpåvirkninger kommet til at dreje rundtmenneskeskabte (menneskeskabte) klimaændringerbortset fra forurening i traditionel forstand (fx synlig røg fra kuldrevne elværker eller spildevand fra forskellige industrielle aktiviteter).

Dette skyldes, at forbrændingen af ​​fossile brændstoffer resulterer i tilsætning af CO₂ (kuldioxid) og andre "drivhusgasser" ind i jordens atmosfære, hvilket resulterer i ekstra fangst af varme nær planetens overflade.

Menneskelige magt fordele og ulemper fokuserer på andre faktorer end forurening. Mængden af ​​nyttigt arbejde, der kan udføres ved hjælp af en given proces i forhold til energiinput, kaldet den mekaniske effektivitet (energi output divideret med energi input, udtrykt i procent), også betyder noget.

Nedgang i menneskelig magt er ofte simpelthen, at mennesker i sig selv kan udføre arbejde meget mindre effektivt og i en meget kortere periode, end der kan udføres maskinforbedret arbejde.

​Energii fysik har enheder af afstand multipliceret kraft (produktet af masse og hastighed af ændring i hastighed eller acceleration). Denne enhed er newton-måleren, som normalt bruges til arbejde, og også kaldet joule.

Denne enhed er produceret ved hjælp af andre kombinationer af enheder; for eksempel opnås lineær kinetisk energi (KE) ud fra formlen (1/2) mv^2,, medens potentiel energi er i form mgh, hvor m = masse, g = acceleration på grund af tyngdekraften (9,8 m / s² på jorden) og h = højde over jorden eller et andet nul-referencepunkt).

​Strømi fysik er simpelthen energi pr. tidsenhed eller arbejdshastigheden i et system, hvor energi bruges mekanisk. Enkle menneskelige krafteksempler inkluderer at løbe op ad en bakke eller løfte vægte; jo mere energi pr. tidsenhed, jo mere effekt afgiver den.

Hvis du klatrer en given trappe på 10 sekunder, ændres din potentielle energi med samme mængde, som hvis du klatrer op ad trappen på 5 sekunder eller 15 sekunder. Men din magt afhænger af, hvor kort tid det tager dig at nå toppen, og i hvert tilfælde har du udført den samme mængde fysisk arbejde.

​Kinetiskogpotentiel energiudgør et objektmekanisk energi.Objekter har også det, der kaldes intern energi, som hovedsagelig vedrører den hurtige vibrationsbevægelse af materiens små bestanddele på molekylært niveau.

Energi kommer er også en række andre former: kemisk energi(gemt i bindinger af molekyler),elektrisk energi(som følge af adskillelse af ladninger og et elektrisk felt) ogvarme, hvilket i de fleste systemer er vanskeligt at bruge til arbejde og i stedet for det meste "forsvinder".

At hente energi fra energi betyder at brænde brændstof (olie, naturgas, kul; nogle biobrændstoffer) ved hjælp af den kinetiske energi fra strømmende vand eller vind (vand- eller vindkraft) eller "splittende" atomer (atomkraft).

Mens jorden har masser af tilgængeligt brændstof til at producere energi (for det meste elektricitet), er lagring af energi en væsentlig udfordring.Batterierkan i øjeblikket ikke levere en lille brøkdel af den nødvendige strøm til at holde verdensomspændende produktion, kommunikationsnetværk og global transport kørende meget længe.

I nogle områder, der har gunstig geografi, er det muligt at holde et vandreservoir højere end et kraftværk og bruge tyngdepotentialenergien i dette reservoir til at generere vandkraft på kort sigt ved at lade det strømme fra højere til lavere områder og drive turbinerne til elgeneratorer i processen. Som du måske forestiller dig, ville denne stopgap-foranstaltning dog ikke fungere meget længe i et stærkt befolket område.

En kritik, der rettes mod vedvarende energi, især solenergi og vindkraft, er deres upålidelighed på grund af deres come-and-go natur; rolige dage eller perioder sker, ligesom overskyede dage.

Takket være det internationale krav om at fortsætte med at producere energi, mens man forsøger at reducere miljøskader, en gruppe forskere ved Massachusetts Institute of Technology nær Boston, Massachusetts, startede arbejdet 2018 med det formål at lagre effektive mængder sol strøm.

Gruppen foreslog at bruge tanke med smeltet silicium til at lagre denne form for energi og frigive den efter behov forudsagde, at deres konceptuelle design til sidst kunne producere et produkt, der er langt bedre end nutidens industri standard,lithium-ion-batterier​.