Mechanische Arbeit und Leistung

Zur Mechanik gehört die Arbeitsmaschine, die dem Menschen seit je her schwerste Betätigungen erleichtert. Dieses Kapitel zeigt die Grundbegriffe der Energie- oder Arbeitsberechnung.

Arbeit

Leistung

Wiederholung

Arbeit

Um einen Körper auf einem Wegstück zu bewegen, muss eine Kraft aufgewendet werden. Diese praktische Überlegung führt zur Berechnung der mechanischen Arbeit:

Die Arbeit W in Nm ergibt sich

aus dem Produkt der Kraft F in N und

des Weges s in m:

Das Heben einer Last

Die Hubarbeit W in Nm ergibt sich

aus dem Produkt des Gewichtes (der Gewichtskraft) G in N und

der Hubhöhe h in m:

Leistung

Um eine bestimmte Arbeit zu verrichten, wird Zeit benötigt. Je kürzer die benötigte Zeit ist, um so größer ist die Leistungsfähigkeit der Arbeitsmaschine. Das ergibt folgenden Zusammenhang:

Die Leistung P in W ergibt sich

aus dem Produkt der Kraft (oder der Gewichtskraft) F (G) in N und des Weges s (h) in m

im Verhältnis zur aufgewendeten Zeit t in s.

Die Einheit der Leistung ist 1W.

Watt gelang es, die Dampfmaschine zu einem leistungsfähigen, zuverlässigen und wirtschaftlichen Antrieb zu machen.

Das Pferd als Leistungseinheit

Die alte Einheit der Leistung ergibt aus der Annahme, dass ein "normales" Pferd in der Lage, die Masse von 75kg (den typischen Menschen) in 1 Sekunde über eine Umlenkrolle um 1 Meter hoch zu heben. Das war einmal ein Baustellenaufzug.

1PS = 0,735kW


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