Vantaggi e svantaggi della potenza meccanica

Le discussioni sui vantaggi e gli svantaggi della forza umana e dell'energia spesso ruotano principalmente intorno alle preoccupazioni sull'inquinamento, la sicurezza dei lavoratori, l'efficienza energetica, l'entità della fornitura mondiale. La maggior parte dell'energia necessaria per sostenere il ritmo della vita globale moderna deriva da fonti che producono rifiuti indesiderati o creano situazioni indesiderabili.

Più di ogni altra cosa, gli impatti ambientali a lungo e breve termine hanno cominciato a ruotare intornocambiamento climatico antropogenico (causato dall'uomo), a parte l'inquinamento in senso tradizionale (ad esempio, fumo visibile da centrali elettriche alimentate a carbone, o acque reflue di varie attività industriali).

Questo perché la combustione di combustibili fossili risulta in aggiunta di CO₂ (anidride carbonica) e altri "gas serra" nell'atmosfera terrestre, con conseguente ulteriore intrappolamento del calore vicino alla superficie del pianeta.

I pro ei contro del potere umano si concentrano su fattori diversi dall'inquinamento. La quantità di lavoro utile che può essere svolto utilizzando un dato processo in relazione all'input di energia, chiamato il rendimento meccanico (energia prodotta divisa per energia assorbita, espressa in percentuale), anche questioni.

I demeriti del potere umano sono spesso semplicemente che gli esseri umani da soli possono fare il lavoro in modo molto meno efficiente e per un periodo di tempo molto più breve di quanto possa essere fatto il lavoro potenziato dalle macchine.

​Energiain fisica ha unità di distanza moltiplicate per la forza (il prodotto della massa e la velocità di variazione della velocità o dell'accelerazione). Questa unità è il newton-metro, normalmente utilizzato per il lavoro, detto anche joule.

Questa unità è prodotta utilizzando altre combinazioni di unità; ad esempio, l'energia cinetica lineare (KE) si ottiene dalla formula (1/2)mv^2,, mentre l'energia potenziale è nella forma mgh, dove m= massa, g = l'accelerazione di gravità (9,8 m/s² sulla Terra) e h = altezza dal suolo o qualche altro punto di riferimento zero).

​Energiain fisica è semplicemente l'energia per unità di tempo, o il tasso di lavoro in un sistema in cui l'energia viene utilizzata meccanicamente. Semplici esempi di potere umano includono la corsa su per una collina o il sollevamento pesi; maggiore è l'energia per unità di tempo, maggiore è la potenza in uscita che presenta.

Se sali una data rampa di scale in 10 secondi, la tua energia potenziale cambia della stessa quantità di se salissi le scale in 5 secondi o 15 secondi. Ma la tua potenza dipende da quanto poco tempo impieghi per raggiungere la vetta, e in ogni caso hai svolto la stessa quantità di lavoro fisico.

​cineticoeenergia potenzialecompongono un oggettoenergia meccanica.Gli oggetti hanno anche quella che viene chiamata energia interna, che si riferisce principalmente al rapido movimento vibrazionale delle minuscole particelle costituenti la materia a livello molecolare.

L'energia arriva anche in una serie di altre forme: energia chimica(immagazzinato nei legami delle molecole),energia elettrica(derivante dalla separazione di cariche e un campo elettrico) ecalore, che nella maggior parte dei sistemi è difficile da utilizzare per lavoro e invece per lo più "si dissipa".

Ricavare energia dall'energia significa bruciare combustibili (petrolio, gas naturale, carbone; alcuni biocarburanti), utilizzando l'energia cinetica dell'acqua che scorre o del vento (energia idroelettrica o eolica) o atomi "divisi" (energia nucleare).

Sebbene la Terra abbia molti combustibili disponibili per produrre energia (principalmente elettricità), immagazzinare energia è una sfida significativa.batterieattualmente non è in grado di fornire nemmeno una piccola frazione dell'energia necessaria per mantenere la produzione mondiale, le reti di comunicazione ei trasporti globali in funzione per molto tempo.

In alcune aree che hanno una geografia favorevole, è possibile mantenere un serbatoio d'acqua più alto di una centrale elettrica e utilizzare l'energia potenziale gravitazionale in questo serbatoio per generare energia idroelettrica a breve termine consentendole di fluire dalle aree più alte a quelle più basse e alimentare le turbine dei generatori di elettricità nel processo. Come puoi immaginare, tuttavia, questa misura temporanea non funzionerebbe a lungo in un'area altamente popolata.

Una critica mossa alle rinnovabili, in particolare all'energia solare ed eolica, è la loro inaffidabilità a causa della loro natura che va e viene; accadono giorni o periodi di calma, così come i giorni nuvolosi.

Grazie all'imperativo internazionale di continuare a produrre energia cercando di ridurre i danni all'ambiente, un gruppo di ricercatori presso il Massachusetts Institute of Technology vicino a Boston, Massachusetts, ha iniziato i lavori 2018 volti a immagazzinare quantità effettive di solare energia.

Il gruppo ha proposto di utilizzare serbatoi di silicio fuso per immagazzinare questo tipo di energia e rilasciarla su richiesta, e prevedeva che alla fine, il loro design concettuale avrebbe potuto produrre un prodotto di gran lunga superiore all'industria di oggi standard,batterie agli ioni di litio​.