Lernpfad Energie/Leistung: Zeit spielt manchmal eine Rolle: Unterschied zwischen den Versionen
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{{Arbeiten|NUMMER=5.5: Pferdestärke (PS): Alte Einheit auch für neue Autos |ARBEIT= | {{Arbeiten|NUMMER=5.5: Pferdestärke (PS): Alte Einheit auch für neue Autos |ARBEIT= | ||
Auch wenn die Einheit längst veraltet ist: das PS (Pferdestärke) ist unter Motorfreunden nicht totzukriegen. Informiere dich im Internet, wie ein PS definiert ist und rechne die Angabe "143PS" in die entsprechende moderne physikalische Einheit um. | Auch wenn die Einheit längst veraltet ist: das PS (Pferdestärke) ist unter Motorfreunden nicht totzukriegen. Informiere dich im Internet, wie ein PS definiert ist und rechne die Angabe "143PS" in die entsprechende moderne physikalische Einheit um. | ||
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{{Arbeiten|NUMMER=5.6: Leistung und Wirkungsgrad|ARBEIT= | |||
Ein Kran wird von Elektromotoren betrieben. Diese werden beim Betrieb warm, wandeln also nicht die gesamte elektrische Energie in Lageenergie um, wenn der Kran eine Last hebt. Zu diesen "Wärmeverlusten" im Motor selbst kommt noch Reibung an den vielen Rollen usw. Nehmen wir an, insgesamt hätte der Kran einen Wirkungsgrad von 75%. | |||
Berechne, in welcher Zeit ein solcher Kran eine Betonmischmaschine der Masse 100kg von 5 Meter auf 25 Meter Höhe transportieren kann. | |||
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Version vom 10. April 2015, 10:37 Uhr
Armbrust und alte Uhr
Wir betrachten zwei "Maschinen" ohne Motor.
Unsere beiden Maschinen gehen also sehr unterschiedlich.
- Die Armbrust überträgt die Spannenergie in extrem kurzer Zeit auf den Bolzen, der sie als Bewegungsenergie mitnimmt.
- Die Uhr gibt die Lageenergie sehr sehr langsam über einen großen Zeitraum hinweg an das Uhrwerk weiter. Dort wird sie durch die Reibung der Zahnräder usw. in Wärmeenergie umgewandelt.
Die Zeit innerhalb derer Energieumwandlungen vor sich gehen, wir uns bislang noch nicht angeschaut. Das holen wir jetzt nach.
Leistung als physikalische Größe
Bei unserem Beispiel wirst Du vermutlich den Unterschied der Lageenergien durch den Zeitunterschied (in Sekunden) dividiert haben. Die Menge an umgewandelter Energie pro Zeit wird auch als Leistung (engl.: Power) bezweichnet. Entsprechend ist das Formelzeichen .
Wenn "Joule" die Einheit für die Energie ist und "Sekunde" die in der Physik typische Einheit für die Zeit, so ergibt sich fast zwingend, dass die Einheit für die Leistung
ist.
Diese Größe ist gerade in der Technik sehr wichtig, aber auch z.B. beim Leistungs-EKG, bei dem der Patient auf einer Art Heimtrainer in einer bestimmten Zeit eine bestimmte Energie in seinen Muskeln umwandeln muss.
Deshlab hat diese Größe auch eine Abkürzung bekommen:
