Avantages et inconvénients de la puissance mécanique

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Auteur: Laura McKinney
Date De Création: 9 Avril 2021
Date De Mise À Jour: 20 Novembre 2024
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Avantages et inconvénients de la puissance mécanique - Science
Avantages et inconvénients de la puissance mécanique - Science

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Les discussions sur les avantages et les inconvénients de la force humaine et de l’énergie tournent souvent autour des préoccupations relatives à la pollution, à la sécurité des travailleurs, à l’efficacité énergétique, à l’ampleur de l’offre mondiale. La majeure partie de l'énergie nécessaire pour suivre le rythme de la vie mondiale moderne provient de sources qui produisent des déchets non souhaités ou créent par ailleurs des situations indésirables.


Plus que toute autre chose, les impacts sur l’environnement à long et à court terme ont commencé à tourner autour changement climatique anthropique (d'origine humaine), hormis la pollution au sens traditionnel du terme (par exemple, la fumée visible des centrales électriques alimentées au charbon ou les eaux usées de diverses activités industrielles).

En effet, la combustion de combustibles fossiles entraîne en plus du CO2 (dioxyde de carbone) et autres "gaz à effet de serre" dans l'atmosphère de la Terre, entraînant un piégeage accru de la chaleur près de la surface des planètes.

Energie et travail

Les avantages et les inconvénients de l’énergie humaine reposent sur des facteurs autres que la pollution. La quantité de travail utile pouvant être effectuée à l'aide d'un processus donné en relation avec l'apport d'énergie, appelée efficacité mécanique (le rendement énergétique divisé par l'apport d'énergie, exprimé en pourcentage), est également importante.


Les démons de la puissance humaine sont souvent simplement que les humains eux-mêmes peuvent travailler beaucoup moins efficacement et pour une période de temps beaucoup plus courte que le travail amélioré.

Énergie en physique, il existe des unités de force multipliées par la distance (le produit de la masse et du taux de variation de la vitesse ou de l'accélération). Cette unité est le newton-mètre, normalement utilisé pour le travail, également appelé joule.

Cette unité est produite en utilisant d'autres combinaisons d'unités; par exemple, l'énergie cinétique linéaire (KE) est obtenue à partir de la formule (1/2) mv2,, tandis que l’énergie potentielle est sous la forme mgh, où m = masse, g = accélération due à la pesanteur (9,8 m / s2 sur la Terre) et h = hauteur au-dessus du sol ou à un autre point de référence zéro).


Exemples de puissance humaine

Puissance en physique, on entend simplement l'énergie par unité de temps, ou le taux de travail dans un système dans lequel l'énergie est utilisée de manière mécanique. Parmi les exemples simples de puissance humaine, on peut citer le fait de gravir une colline ou de soulever des poids; plus il y a d'énergie par unité de temps, plus la puissance délivrée est importante.

Si vous montez un escalier donné en 10 secondes, votre énergie potentielle change du même montant que si vous montiez les escaliers en 5 ou 15 secondes. Mais votre pouvoir dépend du temps qu'il vous faut pour atteindre le sommet et, dans chaque cas, vous avez effectué le même travail physique.

Types d'énergie

Cinétique et énergie potentielle faire un objet énergie mécanique. Les objets ont également ce qu’on appelle l’énergie interne, qui concerne principalement le mouvement vibratoire rapide de minuscules particules constitutives au niveau moléculaire.

L'énergie vient sous plusieurs autres formes: énergie chimique (stocké dans les liaisons de molécules), énergie électrique (résultant de la séparation des charges et d'un champ électrique) et chaleur, qui est difficile dans la plupart des systèmes à utiliser pour le travail et au lieu de cela "se dissipe" pour la plupart.

Dériver de l'énergie à partir de l'énergie signifie brûler du combustible (gaz naturel, charbon, certains biocarburants), en utilisant l'énergie cinétique de l'eau vive ou éolienne (hydroélectrique ou éolienne) ou des atomes "scindeurs" (énergie nucléaire).

Stockage d'énergie mécanique

Bien que la Terre dispose de beaucoup de combustible pour produire de l’énergie (principalement de l’électricité), le stockage de l’énergie est un défi majeur. Piles À l’heure actuelle, nous ne pouvons fournir aucune fraction de l’énergie nécessaire à la pérennité de la fabrication, des réseaux de communication et des transports mondiaux.

Dans certaines zones de géographie favorable, il est possible de conserver un réservoir d’eau plus élevé qu’une centrale électrique et d’utiliser le potentiel gravitationnel de ce réservoir pour générer de l’énergie hydroélectrique à court terme, en permettant à celle-ci de s’écouler des zones les plus hautes aux plus basses. alimenter les turbines des générateurs d'électricité dans le processus. Comme vous pouvez l’imaginer, toutefois, cette solution provisoire ne fonctionnerait pas très longtemps dans une région très peuplée.

L'avenir du stockage de l'énergie

L'une des critiques formulées à l'égard des énergies renouvelables, en particulier de l'énergie solaire et éolienne, est leur manque de fiabilité en raison de leur nature instable. des jours ou des périodes calmes se produisent, tout comme des temps nuageux.

Grâce à l'impératif international de continuer à produire de l'énergie tout en essayant de réduire les dommages causés à l'environnement, un groupe de chercheurs du Massachusetts Institute of Technology, près de Boston, dans le Massachusetts, a entamé les travaux 2018 visant à stocker une quantité efficace d'énergie solaire.

Le groupe a proposé d’utiliser des réservoirs en silicium fondu pour stocker ce type d’énergie et le libérer à la demande, et a prédit que leur conception pourrait éventuellement donner lieu à un produit largement supérieur au standard actuel, batteries lithium-ion.