Diskusi tentang keuntungan dan kerugian tenaga manusia dan energi sering kali berkisar terutama seputar kekhawatiran tentang polusi, keselamatan pekerja, efisiensi energi, tingkat pasokan di seluruh dunia. Sebagian besar daya yang diperlukan untuk mempertahankan laju kehidupan global modern berasal dari sumber yang menghasilkan produk limbah yang tidak diinginkan atau menciptakan situasi yang tidak diinginkan.
Lebih dari segalanya, dampak lingkungan jangka panjang dan jangka pendek telah berputar di sekitarperubahan iklim antropogenik (akibat manusia), selain polusi dalam pengertian tradisional (misalnya, asap yang terlihat dari pembangkit listrik tenaga batu bara, atau air limbah dari berbagai kegiatan industri).
Hal ini karena pembakaran bahan bakar fosil menghasilkan penambahan CO2 (karbon dioksida) dan "gas rumah kaca" lainnya ke atmosfer bumi, mengakibatkan terperangkapnya panas tambahan di dekat permukaan planet.
Energi dan Usaha
Pro dan kontra tenaga manusia berpusat pada faktor-faktor selain polusi. Jumlah kerja berguna yang dapat dilakukan dengan menggunakan proses tertentu dalam kaitannya dengan masukan energi, disebut efisiensi mekanik (keluaran energi dibagi dengan masukan energi, dinyatakan dalam persentase), juga penting.
Kerugian dari tenaga manusia sering kali sederhana bahwa manusia sendiri dapat melakukan pekerjaan jauh lebih efisien dan untuk jangka waktu yang jauh lebih singkat daripada pekerjaan yang dapat dilakukan dengan mesin.
Energidalam fisika memiliki satuan jarak dikalikan gaya (produk massa dan laju perubahan kecepatan atau percepatan). Satuan ini adalah newton-meter, yang biasanya digunakan untuk kerja, dan juga disebut joule.
Unit ini diproduksi dengan menggunakan kombinasi unit lain; misalnya energi kinetik linier (KE) diperoleh dari rumus (1/2)mv2,, sedangkan energi potensial dalam bentuk mgh, di mana m = massa, g = percepatan gravitasi (9,8 m/s2 di Bumi) dan h = ketinggian di atas tanah atau titik referensi nol lainnya).
Contoh Kekuatan Manusia
Kekuasaandalam fisika hanyalah energi per satuan waktu, atau laju kerja dalam sistem di mana energi digunakan untuk penggunaan mekanis. Contoh tenaga manusia yang sederhana termasuk berlari ke atas bukit atau mengangkat beban; semakin banyak energi per satuan waktu, semakin banyak output daya yang dihasilkannya.
Jika Anda menaiki tangga tertentu dalam 10 detik, energi potensial Anda berubah dengan jumlah yang sama seperti jika Anda menaiki tangga dalam 5 detik atau 15 detik. Tetapi kekuatan Anda bergantung pada seberapa sedikit waktu yang Anda perlukan untuk mencapai puncak, dan dalam setiap kasus Anda telah melakukan jumlah pekerjaan fisik yang sama.
Jenis Energi
Kinetisdanenergi potensialmembuat objekenergi mekanik.Objek juga memiliki apa yang disebut energi internal, yang terutama berkaitan dengan gerakan vibrasi cepat partikel penyusun materi yang sangat kecil pada tingkat molekuler.
Energi datang adalah sejumlah bentuk lain juga: energi kimia(disimpan dalam ikatan molekul),energi listrik(dihasilkan dari pemisahan muatan dan medan listrik) danpanas, yang sulit digunakan di sebagian besar sistem untuk bekerja dan sebagai gantinya sebagian besar "menghilang".
Mendapatkan tenaga dari energi berarti membakar bahan bakar (minyak gas alam, batu bara; beberapa biofuel), menggunakan energi kinetik dari air atau angin yang mengalir (tenaga air atau angin) atau atom "pemisah" (tenaga nuklir).
Penyimpanan Energi Mekanik
Sementara Bumi memiliki banyak bahan bakar yang tersedia untuk menghasilkan energi (kebanyakan listrik), menyimpan daya merupakan tantangan yang signifikan.Bateraisaat ini tidak dapat menyediakan bahkan sebagian kecil dari daya yang dibutuhkan untuk menjaga manufaktur di seluruh dunia, jaringan komunikasi, dan transportasi global berjalan sangat lama.
Di beberapa daerah yang memiliki geografi yang menguntungkan, dimungkinkan untuk menyimpan reservoir air lebih tinggi dari pembangkit listrik dan menggunakan energi potensial gravitasi di tempat ini. reservoir untuk menghasilkan tenaga air dalam jangka pendek dengan membiarkannya mengalir dari daerah yang lebih tinggi ke daerah yang lebih rendah dan menggerakkan turbin generator listrik dalam prosesnya. Namun, seperti yang mungkin Anda bayangkan, tindakan sementara ini tidak akan berhasil untuk waktu yang lama di daerah berpenduduk padat.
Masa Depan Penyimpanan Energi
Salah satu kritik yang ditujukan pada energi terbarukan, khususnya tenaga surya dan angin, adalah tidak dapat diandalkan karena sifatnya yang datang dan pergi; hari tenang atau periode terjadi, seperti halnya hari berawan.
Berkat keharusan internasional untuk terus memproduksi energi sambil mencoba mengurangi kerusakan lingkungan, sekelompok peneliti di Massachusetts Institute of Technology dekat Boston, Massachusetts, mulai bekerja tahun 2018 yang bertujuan untuk menyimpan solar dalam jumlah yang efektif kekuasaan.
Kelompok tersebut mengusulkan penggunaan tangki silikon cair untuk menyimpan energi semacam ini dan melepaskannya sesuai permintaan, dan meramalkan bahwa pada akhirnya, desain konseptual mereka dapat menghasilkan produk yang jauh lebih unggul dari industri saat ini standar,baterai lithium-ion.