Untertitel: Nur ein halbes Pferd
In diesem Abschnitt geht es um die Leistung. Du kennst diesen Begriff wahrscheinlich von den Autos. Dort wird diese immer noch oft in PS (und nicht in Kilowatt) angegeben, obwohl diese Einheit schon lange nicht mehr verwendet werden sollte.
Bei der Arbeit, egal ob sie als Beschleunigungs- oder Hebearbeit auftritt, spielt die Zeit überhaupt keine Rolle. Man kann durch keinen Trick auf der Welt Arbeit sparen, weder durch Veränderung der Strecke noch durch Veränderung des Arbeitstempos. Wer aber schneller arbeitet, dessen Leistung ist höher, denn Leistung ist Arbeit pro Zeit (F10).
| $Leistung = \frac{Arbeit}{dazu benötigte Zeit}$ | |
|---|---|
| $P = \frac{W}{\Delta t}$ | |
| $[P] = \frac{1J}{1S} = 1W$ (Watt) | |
Die Leistung wird in Watt angegeben. Ein Watt ist 1 Joule pro Sekunde. Die alte Einheit für die Leistung ist die Pferdestärke (PS). Die Definition der Pferdestärke stammt von James Watt, dessen Dampfmaschinen ab 1780 die Pferde ersetzten. Deshalb versuchte man, die Leistungen miteinander zu vergleichen. Für eine Dauerleistung ist ein PS aber wahrscheinlich zu hoch geschätzt. Ein Pferd kann auf Dauer eher nur 0,5 PS leisten (F11).
Das PS ist keine Sl-Einheit (Kap. 2.1) und von den Zulassungsscheinen für Autos daher schon vor einiger Zeit verschwunden (siehe Abb. 9.20). Im Alltag wird sich das PS aber, wie auch die Kalorie, sicher noch lange halten. Menschen sind eben Gewohnheitstiere.
| Auf dem Zulassungsschein eines Autos steht die Leistung schon lang nur mehr in Kilowatt. |
Im Gegensatz zu einer Maschine hängt die Leistung eines Lebewesens von der Dauer der Belastung ab. Wenn das nicht so wäre, dann könnte man ja den Marathon durchsprinten. Je kürzer eine Belastung ist, desto höher kann die Leistung sein.
| Einige Beispiele zu Leistungen |
Ein untrainierter Mensch kann auf Dauer etwa 100 W leisten, und das ist nicht wirklich viel (F12). Um ein Backrohr mit 3000 W zu betreiben, wären also 30 Menschen nötig. Stell dir mal vor, auf diese Weise einen Kuchen zu backen! Auch dieses Beispiel zeigt, wie viel Energie im Strom steckt. Für kurze Zeit können Menschen allerdings erstaunliche hohe Leistungen erzielen.
| Kuchenbacken mit „Menschenstärken“. |
Zusammenfassung
Die Leistung ist Arbeit pro Zeit und wird in Watt angegeben. Die durchschnittliche Leistung von Lebewesen hängt von der Zeitdauer der Belastung ab. Im Vergleich mit der Stromleistung sind die Leistungen der Lebewesen aber nur Peanuts.