Leistung In der Physik wird die zeitliche Rate der umgewandelten oder übertragenen Energiemenge definiert. Im SI-System (oder Internationalen Einheitensystem) Watt (W) ist die Einheit der Macht. Watt entspricht einem Joule pro Sekunde. In früheren Studien wird manchmal Macht genannt Aktivität . Leistung ist eine skalare Größe. Leistung ist eine Funktion von Arbeit erledigt Wenn also eine Person je nach Tageszeit unterschiedlich schnell arbeitet, variiert auch ihre Leistung.

Erfahren Sie in diesem Artikel mehr über Leistung, Durchschnittsleistung, Leistungseinheiten und andere.

Inhaltsverzeichnis

• Was ist Macht?
• Leistungsformeln
• Einheiten der Macht
• Wie messen wir Leistung?
• Was ist Pferdestärke?
• Durchschnittliche Kraft
• Mechanische Kraft
• Elektrische Energie
• Berechnung des Strom- und Energieverbrauchs
• Gelöste Beispiele zum Thema Macht

Was ist Macht?

Leistung ist eine physikalische Größe, die ein Maß für die Energieübertragungsrate ist . Daher kann es als die Geschwindigkeit definiert werden, mit der Arbeit im Verhältnis zur Zeit erledigt wird.

Daher ist Leistung die Menge an Energie, die pro Sekunde verbraucht wird. Leistung kann auch als die Kraftmenge definiert werden, die erforderlich ist, um eine Einheitsverschiebung zu bewirken. Leistung ist eine skalare Größe und wird mit P bezeichnet.

Beispielsweise erzeugt eine Glühbirne mit einer höheren Leistung oder Wattzahl, etwa 100 W, mehr Licht als eine Glühbirne mit 10 W W. Dies bedeutet also, dass die Glühbirne mehr Energie abgibt und mehr Strom verbraucht.

Das Bild unten zeigt einen Mann, der ein Gewicht hebt und seine Kraft zeigt. Hier ist die Kraft Muskelkraft.

Leistungsformeln

Leistung ist definiert als die Zeitrate von Arbeit erledigt durch das Objekt, dann kann dies mathematisch durch die Potenzformel angegeben werden:

P = W ⁄ t

Wo,
W ist die geleistete Arbeit,
t ist die Zeit, in der gearbeitet wird, und
P ist der Leistungsgewinn oder -verlust.

Daher wird die obige Beziehung der Macht genannt die Arbeitszeitgleichung

Die von einem Objekt geleistete Arbeit (W) kann als Produkt aus Kraft und Verschiebung des Objekts definiert werden. Die Leistungsformel in Bezug auf die Kraft ergibt sich dann aus:

Da W = F × s

Daher,

P = (F × s) ⁄ t

Wo,
F ist die erforderliche Kraft,
s ist die Verschiebung des Objekts,
t ist die benötigte Zeit.

Andere Leistungsformeln

Die anderen Formeln zur Berechnung der Leistung werden im Folgenden erläutert.

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Da die Geschwindigkeit des Objekts v = s / t ist

Dann,

P = F × v

Wo,
F ist die erforderliche Kraft,
v ist die Geschwindigkeit des Objekts.

Daher ist die obige Beziehung als bekannt Kraft-Geschwindigkeits-Gleichung

Einheiten der Macht

• Die SI-Einheit der Leistung ist Watt (W), deren Vielfache KW, MW, GW und andere sind.

Als Watt wird definiert, wenn ein Körper in einer Sekunde Arbeit von einem Joule verrichtet Ein-Watt-Leistung .

1 Watt (W) = 1 Joule (J) / 1 Sekunde (s)

• Eine weitere Leistungseinheit ist Pferdestärke (PS), Wo 1 PS = 746 W
• Die Dimensionsformel für Leistung lautet [ML ² T ^-3 ]

Überprüfen: Warum Horsepower so heißt

Wie messen wir Leistung?

Leistung wird in verschiedenen Einheiten gemessen und die SI-Einheit zur Messung der Leistung ist das „Watt“, dargestellt durch das Symbol (W). Es wurde nach einem schottischen Wissenschaftler benannt James Watt der als Erster auf die Idee kam, die Leistung zu messen.

Die Leistung wird nach der Formel berechnet:

P = ΔE / Δt

Wo,
ΔE ist die Energieänderung
Δt ist die benötigte Zeit in Sekunden

Leistung kann auch in gemessen werden Joule/Sek.

Was ist Pferdestärke?

Interessanterweise hat Pferdestärke, wie der Name schon sagt, nichts mit Pferden zu tun, sondern ist die Maßeinheit für die Leistung einer Maschine oder eines Motors. Es wird mit „hp“ bezeichnet. Es ist mathematisch gleich:

1 PS = 736 Watt

Im Allgemeinen ist die Pferdestärke r oder PS wird verwendet, um die Leistung der Motoren von Autos und Fahrrädern zu messen. Das folgende Bild zeigt die Leistung in PS.

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Durchschnittliche Kraft

Durchschnittliche Kraft ist definiert als das Verhältnis der geleisteten Nettoarbeit (Gesamtarbeit) zur Gesamtzeit. Somit wird die durchschnittliche Leistung angegeben als:

Durchschnittliche Leistung = geleistete Gesamtarbeit / insgesamt aufgewendete Zeit

oder

P _von = ΔW / ΔT

Wo,
P _von ist die durchschnittliche Leistung,
ΔW ist die insgesamt geleistete Arbeit und
ΔT ist die insgesamt benötigte Zeit.

Wenn die vom Körper verrichtete Arbeit gleichmäßig oder konstant ist, sind die durchschnittliche und die momentane Leistung gleich.

Mechanische Kraft

In mechanische Systeme , die Summe von Kräften und Bewegung wird als Leistung bezeichnet. Leistung ist im Allgemeinen das Produkt einer auf ein Objekt wirkenden Kraft multipliziert mit seiner Geschwindigkeit oder das Ergebnis eines auf eine Welle wirkenden Drehmoments multipliziert mit seiner Winkelgeschwindigkeit.

Die zeitliche Ableitung der Arbeit ist eine weitere Möglichkeit, mechanische Leistung zu definieren. Daher ist die mechanische Leistung gegeben durch.

Mechanische Leistung = Kraft × Geschwindigkeit

oder

P _M = F × v

Überprüfen: Reale Anwendungen von Drehmomenten

Elektrische Energie

Die Geschwindigkeit, mit der Energie von der elektrischen Energie bewegter Ladungen in eine andere Form umgewandelt wird, ausgedrückt als Rate pro Zeiteinheit, wird als elektrische Leistung bezeichnet.

Mathematisch ist elektrische Leistung als Produktspannung und fließender Strom definiert, gegeben als:

P = V × I

Entsprechend Ohm'sches Gesetz . V = I × R, also

P = I ² × R

oder

P = V ² / R

Wo,
P ist die elektrische Leistung,
ICH Fließt der Strom?
R ist der Widerstand und
IN ist die Spannung.

Überprüfen: Elektrische Energie und Strom

Berechnung des Strom- und Energieverbrauchs

Der Strom- und Energieverbrauch wird durch eine Formel gemessen. Demnach ergibt sich der Energieverbrauch, wenn man die Anzahl der innerhalb des Verbrauchszeitraums verbrauchten Leistungseinheiten multipliziert.

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Weitere Einzelheiten , Gewerbeeinheit für elektrische Energie

Daher kann die Energieverbrauchsformel oder die Stromverbrauchsformel wie folgt angegeben werden:

E = P × (t/1000)

Wo,

• E ist die verbrauchte Energie oder verbrauchte Leistung
• P ist die Kraft und
• t ist die Zeit, in der die Leistung bzw. Energie verbraucht wurde.

Die verbrauchte Energie bzw. verbrauchte Leistung wird im Allgemeinen in gemessen Joule oder Kilowattstunden (kWh).

Überprüfen Sie auch

• Elektrischer Kreislauf
• Widerstand
• Spannungsabfall

Gelöste Beispiele zum Thema Macht

Beispiel 1: Ein Junge schiebt eine 20 kg schwere Kiste 10 Sekunden lang über eine Distanz von 5 m. Berechnen Sie die an die Box gelieferte Leistung.

Lösung:

Gegeben,

Masse der Kiste, m = 20 kg

Überdeckte Verschiebung, d = 5 m

Zeit der Verschiebung, t = 10 s

Gewicht der Box, F = mg = 20 × 10 N = 200 N

Vom Jungen geleistete Arbeit, W = F d = 200 N × 5 J = 1000 J

Gelieferte Leistung, P = W ⁄ t = 1000 / (10 J/s) = 100 J/s

Daher ist die an die Box gelieferte Leistung gleich 100 J/s .

Beispiel 2: Eine Pumpe soll pro Minute 500 kg Wasser aus einem 8 m tiefen Brunnen fördern und mit einer Geschwindigkeit von 25 m/s ausstoßen. Berechnen Sie die Leistung der Pumpe.

Lösung:

Gegeben,

Masse des Wassers, m = 500 kg

Überdachte Höhe, h = 8 m

Ausstoßgeschwindigkeit des Wassers, v = 25 m/s

Lieferzeit, t = 1 min = 60 s

Gesamtenergie wird in Arbeit umgewandelt,

W = E = m g h+(1/2) m v²

= (500×10×8)+(500×25×25)/2

= (40000+156250) J

=196250 J

Leistung geliefert,

P = W / t

= 196250 / 60

= 3271 W

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Daher beträgt die von der Pumpe gelieferte Leistung 3271 W .

Beispiel 3: Ein Aufzug soll eine Last von 500 kg in 5 Sekunden durch 5 Stockwerke eines Gebäudes heben, durchschnittlich 3 m pro Stockwerk. Berechnen Sie die Leistung des Aufzugs.

Lösung:

Gegeben:

Masse der Ladung, m = 500 kg

Gesamtüberdachte Höhe, h = 5 × 3 m =15 m

Zeitaufwand, t = 5 s

Stromlieferung per Aufzug,

P = W ⁄ t = mgh ⁄ t

= (500 × 10 × 15) / 5 W

= 15000 W

= 1,5×10⁴IN

Daher beträgt die Leistung des Aufzugs 1,5×10 ⁴ IN .

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Beispiel 4: Um einen Körper auf einem Reibungsboden mit einer konstanten Geschwindigkeit von 5 m/s zu bewegen, ist eine Kraft von 5 N erforderlich. Finden Sie die durch die Kraft erzeugte Kraft.

Lösung:

Gegeben:

Geschwindigkeit des Körpers, v = 5 m/s

Kraft, die zum Aufrechterhalten der Geschwindigkeit erforderlich ist, F = 5 N

Erzeugter Strom,

P = 5 × 5 W

= 25W

Daher ist die durch die Kraft erzeugte Kraft 25 W

Leistung – FAQs

Was ist Macht in der Physik?

Leistung ist die Menge an Energie, die pro Sekunde verbraucht wird. Leistung kann auch als die Kraftmenge definiert werden, die erforderlich ist, um eine Einheitsverschiebung zu bewirken.

Welche Dimension hat Macht in der Physik?

Leistung ist definiert als die Geschwindigkeit der geleisteten Arbeit. Die Dimensionsformel der Macht lautet [ML ² T ^-3 ].

Wie berechnet man die Leistung in der Physik?

Die Leistung kann durch die Formel bestimmt werden:

P = W ⁄ t

Wo
IN ist die Arbeit getan,
T ist die Zeit, für die gearbeitet wird, und
P ist der Leistungsgewinn oder -verlust.

Was ist der Unterschied zwischen Leistung und Energie?

Energie ist definiert als die Fähigkeit, körperliche Arbeit zu verrichten, z. B. zu spielen, zu springen usw. Leistung ist jedoch definiert als die Geschwindigkeit, mit der die Energie übertragen oder die Arbeit erledigt wird.

Was passiert mit einem Körper, an dem gearbeitet wird?

Die Anstrengung eines Körpers bedeutet eine Steigerung der Körperenergie, da Arbeit dem Körper Energie zuführt. Ist die ausgeübte Kraft hingegen der Bewegung des Objekts entgegengesetzt, wird die Arbeit als negativ angesehen, was darauf hindeutet, dass dem Objekt Energie entzogen wird.

Kann uns das Konzept der Macht dabei helfen, zu beschreiben, wie sich Objekte bewegen?

Verrichtete Arbeit und Zeit hängen in der Leistungsgleichung zusammen. Da Kräfte Objekte bewegen können und wir wissen, dass Kräfte Arbeit verrichten, können wir annehmen, dass wir durch das Verständnis der Kraft Erkenntnisse darüber gewinnen können, wie sich ein Körper im Laufe der Zeit bewegt.