Fördelar och nackdelar med mekanisk kraft

Diskussioner om fördelar och nackdelar med mänsklig kraft och energi kretsar ofta främst kring farhågor om förorening, arbetstagares säkerhet, energieffektivitet och omfattningen av den globala leveransen. Det mesta av den kraft som krävs för att upprätthålla takten i det moderna globala livet kommer från källor som ger oönskade avfallsprodukter eller på annat sätt skapar oönskade situationer.

Mer än något annat har miljöpåverkan på lång och kort sikt kommit att kretsa kringantropogena (orsakade av människor) klimatförändringar, förutom föroreningar i traditionell mening (t.ex. synlig rök från koldrivna elverk eller avloppsvatten från olika industriella aktiviteter).

Detta beror på att förbränningen av fossila bränslen resulterar i tillsats av CO₂ (koldioxid) och andra "växthusgaser" i jordens atmosfär, vilket resulterar i extra värmefångande nära planetens yta.

Mänskliga maktfördelar och nackdelar fokuserar på andra faktorer än förorening. Mängden användbart arbete som kan göras med hjälp av en given process i förhållande till energiinmatning, kallad den mekaniska verkningsgraden (energiutdelning dividerad med energiinmatning, uttryckt i procent) är viktigt.

Nedgångar av mänsklig kraft är ofta helt enkelt att människor själva kan göra arbete mycket mindre effektivt och under mycket kortare tid än maskinförbättrat arbete kan utföras.

​Energii fysik har enheter av multiplicerad kraft (produkten av massan och hastigheten för förändring i hastighet eller acceleration). Enheten är newtonmätaren, som normalt används för arbete, och även kallad joule.

Denna enhet tillverkas med andra kombinationer av enheter; exempelvis erhålls linjär kinetisk energi (KE) från formeln (1/2) mv^2,, medan potentiell energi är i formen mgh, där m = massa, g = accelerationen på grund av tyngdkraften (9,8 m / s² på jorden) och h = höjd över marken eller någon annan nollreferenspunkt).

​Krafti fysik är helt enkelt energi per tidsenhet, eller arbetshastigheten i ett system där energi används mekaniskt. Enkla mänskliga kraftexempel inkluderar att springa uppför en kulle eller lyfta vikter; ju mer energi per tidsenhet, desto mer effekt ger den.

Om du klättrar en viss trappa på 10 sekunder ändras din potentiella energi med samma mängd som om du klättrar uppför trappan på 5 sekunder eller 15 sekunder. Men din kraft beror på hur lite tid det tar dig att nå toppen, och i båda fallen har du gjort samma mängd fysiskt arbete.

​Kinetiskochpotentiell energigöra upp ett objektmekanisk energi.Föremål har också vad som kallas intern energi, som huvudsakligen avser den snabba vibrationsrörelsen hos materiens små beståndsdelar på molekylär nivå.

Energi kommer är ett antal andra former också: kemisk energi(lagrad i bindningar av molekyler),elektrisk energi(till följd av separering av laddningar och ett elektriskt fält) ochvärme, vilket är svårt i de flesta system att använda för arbete och istället "försvinner" istället.

Att få energi från energi betyder att bränna bränsle (naturgas olja, kol; vissa biobränslen), med den kinetiska energin från strömmande vatten eller vind (vatten- eller vindkraft) eller "splittrande" atomer (kärnkraft).

Medan jorden har mycket tillgängligt bränsle för att producera energi (mestadels el) är lagring av kraft en stor utmaning.Batterierkan för närvarande inte ge ens en liten del av den kraft som behövs för att hålla världsomspännande tillverkning, kommunikationsnät och global transport igång mycket länge.

I vissa områden som har gynnsam geografi är det möjligt att hålla en vattenreservoar högre än ett kraftverk och använda gravitationens potentiella energi i detta reservoar för att generera vattenkraft på kort sikt genom att låta den flyta från högre till lägre områden och driva turbinerna till elgeneratorer i processen. Som du kanske kan föreställa dig skulle den här stoppgapet inte fungera så länge i ett mycket befolkat område.

En kritik som riktas mot förnybara energikällor, särskilt solenergi och vindkraft, är deras opålitlighet på grund av deras kom-och-gå-natur; lugna dagar eller perioder inträffar, liksom molniga dagar.

Tack vare det internationella kravet att fortsätta producera energi samtidigt som man försöker minska miljöpåverkan, en grupp forskare vid Massachusetts Institute of Technology nära Boston, Massachusetts, började arbeta 2018 för att lagra effektiva mängder sol kraft.

Gruppen föreslog att använda tankar av smält kisel för att lagra denna typ av energi och släppa den på begäran, och förutspådde att deras konceptdesign så småningom skulle kunna producera en produkt som är mycket överlägsen dagens industri standard,litiumjonbatterier​.