Vantagens e desvantagens da energia mecânica

As discussões sobre as vantagens e desvantagens da força humana e da energia geralmente giram principalmente em torno de preocupações com poluição, segurança do trabalhador, eficiência energética, a extensão do fornecimento mundial. A maior parte da energia necessária para sustentar o ritmo da vida global moderna é derivada de fontes que geram resíduos indesejados ou criam situações indesejáveis.

Mais do que qualquer outra coisa, os impactos ambientais de longo e curto prazo passaram a girar em tornomudança climática antropogênica (causada pelo homem), além da poluição no sentido tradicional (por exemplo, fumaça visível de usinas elétricas movidas a carvão ou águas residuais de várias atividades industriais).

Isso ocorre porque a combustão de combustíveis fósseis resulta na adição de CO₂ (dióxido de carbono) e outros "gases de efeito estufa" na atmosfera da Terra, resultando em retenção adicional de calor perto da superfície do planeta.

Os prós e os contras do poder humano se concentram em outros fatores além da poluição. A quantidade de trabalho útil que pode ser feito usando um determinado processo em relação à entrada de energia, chamado a eficiência mecânica (produção de energia dividida pela entrada de energia, expressa como uma porcentagem), também assuntos.

Os deméritos do poder humano costumam ser simplesmente o de que os humanos por si próprios podem trabalhar com muito menos eficiência e por um período muito mais curto do que o trabalho aprimorado por máquinas.

​Energiaem física, a força multiplicada por unidades de distância (o produto da massa pela taxa de variação da velocidade ou aceleração). Essa unidade é o newton-meter, normalmente usado para o trabalho, e também chamado de joule.

Esta unidade é produzida usando outras combinações de unidades; por exemplo, a energia cinética linear (KE) é obtida a partir da fórmula (1/2) mv^2,, enquanto a energia potencial está na forma mgh, onde m = massa, g = a aceleração devido à gravidade (9,8 m / s² na Terra) eh = altura acima do solo ou algum outro ponto de referência zero).

​Poderna física, é simplesmente energia por unidade de tempo, ou a taxa de trabalho em um sistema no qual a energia é colocada em uso mecânico. Exemplos simples de força humana incluem subir uma colina ou levantar pesos; quanto mais energia por unidade de tempo, maior será a potência de saída.

Se você subir um determinado lance de escada em 10 segundos, sua energia potencial muda na mesma proporção que se você subir as escadas em 5 ou 15 segundos. Mas seu poder depende de quão pouco tempo você leva para chegar ao topo e, em cada caso, você fez a mesma quantidade de trabalho físico.

​Cinéticoeenergia potencialinventar o de um objetoenergia mecânica.Os objetos também possuem o que é chamado de energia interna, que se relaciona principalmente ao rápido movimento vibracional das minúsculas partículas constituintes da matéria no nível molecular.

A energia vem em uma série de outras formas também: energia química(armazenado nas ligações das moléculas),energia elétrica(resultante da separação de cargas e um campo elétrico) eaquecer, que é difícil de usar para o trabalho na maioria dos sistemas e, em vez disso, geralmente "se dissipa".

Derivar energia da energia significa queimar combustível (óleo, gás natural, carvão; alguns biocombustíveis), usando a energia cinética da água corrente ou do vento (energia hídrica ou eólica) ou "dividindo" átomos (energia nuclear).

Embora a Terra tenha muito combustível disponível para produzir energia (principalmente eletricidade), armazenar energia é um desafio significativo.Bateriasatualmente, não pode fornecer nem mesmo uma pequena fração da energia necessária para manter a fabricação mundial, as redes de comunicação e o transporte global por muito tempo.

Em algumas áreas que possuem geografia favorável, é possível manter um reservatório de água mais alto do que uma usina e usar a energia potencial gravitacional neste reservatório para gerar energia hidrelétrica no curto prazo, permitindo que flua de áreas mais altas para mais baixas e forneça energia às turbinas dos geradores de eletricidade no processo. Como você pode imaginar, porém, essa medida paliativa não funcionaria por muito tempo em uma área altamente populosa.

Uma crítica dirigida às energias renováveis, em particular à energia solar e eólica, é a sua falta de fiabilidade devido à sua natureza intermitente; dias ou períodos calmos acontecem, assim como dias nublados.

Graças ao imperativo internacional de continuar produzindo energia enquanto tenta reduzir os danos ao meio ambiente, um grupo de pesquisadores no Instituto de Tecnologia de Massachusetts, perto de Boston, Massachusetts, iniciou o trabalho em 2018 com o objetivo de armazenar quantidades eficazes de energia solar potência.

O grupo propôs o uso de tanques de silício fundido para armazenar esse tipo de energia e liberá-la sob demanda, e previu que, eventualmente, seu projeto conceitual poderia produzir um produto muito superior à indústria de hoje padrão,baterias de íon-lítio​.