דיונים על היתרונות והחסרונות של כוח ואנרגיה אנושיים מסתובבים לרוב בעיקר בחששות מפני זיהום, בטיחות עובדים, יעילות אנרגטית, היקף ההיצע העולמי. עיקר הכוח הנדרש לשמירה על קצב החיים הגלובלי המודרני נגזר ממקורות המניבים מוצרי פסולת לא רצויים או יוצרים באופן אחר מצבים לא רצויים.
יותר מכל דבר אחר, ההשפעות הסביבתיות לטווח הארוך והקצר התחילו להסתובבשינויי אקלים אנתרופוגניים (הנגרמים על ידי האדם), מלבד זיהום במובן המסורתי (למשל, עשן גלוי ממפעלי חשמל המופעלים על ידי פחם, או שפכים מפעילויות תעשייתיות שונות).
הסיבה לכך היא שריפת דלקים מאובנים גורמת לתוספת של CO2 (פחמן דו חמצני) ו"גזי חממה "אחרים לאטמוספירה של כדור הארץ, וכתוצאה מכך הוספת לכידה של חום ליד פני כדור הארץ.
אנרגיה ועבודה
יתרונות וחסרונות כוח אנושיים מתמקדים בגורמים אחרים מלבד זיהום. כמות העבודה השימושית שניתן לבצע באמצעות תהליך נתון ביחס להזנת אנרגיה, הנקראת היעילות המכנית (תפוקת האנרגיה חלקי קלט האנרגיה, מבוטאת באחוזים), גם כן עניינים.
חסרונות של כוח אנושי הם לעתים קרובות פשוט שבני אדם בפני עצמם יכולים לבצע עבודה הרבה פחות יעיל ולפרק זמן קצר בהרבה מכפי שניתן לבצע עבודות משופרות במכונה.
אֵנֶרְגִיָהבפיזיקה יש יחידות של מכפיל מרחק המרוחק (תוצר המסה וקצב השינוי במהירות או בתאוצה). יחידה זו היא מד הניוטון, המשמש בדרך כלל לעבודה, ונקרא גם ג'ול.
יחידה זו מיוצרת באמצעות שילובים אחרים של יחידות; לדוגמא, אנרגיה קינטית לינארית (KE) מתקבלת מהנוסחה (1/2) mv2,בעוד שהאנרגיה הפוטנציאלית היא בצורה mgh, כאשר m = מסה, g = התאוצה עקב כוח המשיכה (9.8 m / s2 על כדור הארץ) ו- h = גובה מעל הקרקע או נקודת התייחסות אפסית אחרת).
דוגמאות לכוח אנושי
כּוֹחַבפיזיקה זה פשוט אנרגיה ליחידת זמן, או קצב העבודה במערכת בה משתמשים באנרגיה לשימוש מכני. דוגמאות פשוטות לכוח אנושי כוללות ריצה במעלה גבעה או הרמת משקולות; ככל שיש יותר אנרגיה ליחידת זמן, כך היא מפיקה יותר כוח.
אם אתה מטפס במדרגות נתון תוך 10 שניות, האנרגיה הפוטנציאלית שלך משתנה באותה כמות כאילו אתה עולה במדרגות תוך 5 שניות או 15 שניות. אבל הכוח שלך תלוי בכמה זמן לוקח לך להגיע לפסגה, ובכל מקרה עשית את אותה כמות פיזית.
סוגי אנרגיה
קִינֵטִיואנרגיה פוטנציאליתלהמציא של אובייקטאנרגיה מכנית.לאובייקטים יש גם מה שמכונה אנרגיה פנימית, שמתייחסת בעיקר לתנועה הרטטית המהירה של החלקיקים המרכיבים הזעירים של החומר ברמה המולקולרית.
אנרגיה מגיעה היא גם מספר צורות אחרות: אנרגיה כימית(מאוחסן בקשרים של מולקולות),אנרגיה חשמלית(כתוצאה מהפרדת מטענים ושדה חשמלי) וחוֹם, שקשה להשתמש ברוב המערכות לעבודה ובמקום זאת בעיקר "מתפוגג".
הפקת כוח מאנרגיה פירושה שריפת דלק (נפט גז טבעי, פחם; כמה דלקים ביולוגיים), המשתמשים באנרגיה קינטית של מים או רוח זורמים (הידרו או כוח רוח) או אטומים "מפוצלים" (כוח גרעיני).
אחסון אנרגיה מכני
בעוד שלארץ יש הרבה דלק זמין לייצור אנרגיה (בעיקר חשמל), אחסון כוח הוא אתגר משמעותי.סוללותכרגע אינו יכול לספק אפילו חלק קטן מהכוח הדרוש כדי לשמור על ייצור ברחבי העולם, רשתות תקשורת ותחבורה עולמית לאורך זמן רב מאוד.
באזורים מסוימים שיש בהם גיאוגרפיה נוחה, ניתן לשמור על מאגר מים גבוה יותר מתחנת כוח ולהשתמש באנרגיה הפוטנציאלית של כוח המשיכה בכך. מאגר לייצור חשמל הידרו בטווח הקצר בכך שהוא מאפשר לו לזרום מאזורים גבוהים יותר לנמוכים ולהניע את הטורבינות של מחוללי החשמל בתהליך. כפי שאתה יכול לדמיין, עם זאת, אמצעי פער עצירה זה לא יעבוד זמן רב באזור מאוכלס מאוד.
העתיד של אחסון אנרגיה
ביקורת אחת המופנית על מתחדשים, ובמיוחד על אנרגיה סולארית ורוח, היא חוסר האמינות שלהם בשל אופי הכניסה והולך שלהם; ימים רגועים או תקופות קורים, כמו גם ימים מעוננים.
בזכות הציווי הבינלאומי להמשיך לייצר אנרגיה תוך ניסיון לצמצם את הפגיעה בסביבה, קבוצת חוקרים במכון הטכנולוגי של מסצ'וסטס ליד בוסטון, מסצ'וסטס, החלו לעבוד 2018 שמטרתם לאגור כמויות שמש יעילות כּוֹחַ.
הקבוצה הציעה להשתמש במיכלי סיליקון מותך כדי לאגור אנרגיה מסוג זה ולשחרר אותה על פי דרישה ניבא שבסופו של דבר, העיצוב הרעיוני שלהם יכול לייצר מוצר עדיף בהרבה על התעשייה של ימינו תֶקֶן,בטריות ליתיום.