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Leistung in der Physik

Allgemeines:
Jeder kennt sich die Formel zur Berechnung der Arbeit, Arbeit ist gleich Kraft mal Weg oder W = F·s
Allgemein gilt; dass wenn eine Kraft F längs einer Strecke s auf einer Körper einwirkt, so bezeichnet man W = F ·s als die Arbeit, die von der Kraft F auf der Strecke s verrichtet wird. 

Mechanische Arbeit wird immer dann verrichtet, wenn ein Körper durch eine Kraft bewegt wird. Das Symbol für die physikalische Größe Arbeit ist das "W". Als Einheit wird Joule (J) bzw. Newton-Meter (Nm) verwendet. Dabei gilt 1J = 1Nm. In diesen Überlegungen ist aber nicht berücksichtigt, wie viel Zeit benötigt wird, um diese Arbeit zu verrichten. Dazu verwendet man in der Physik die "mechanische Leistung", eine sehr Methode beispielsweise und die Leistungsfähigkeit einer Maschine zu berechnen.

Leistung:
Definitionsgemäß ist die Leistung definiert als Quotient aus Arbeit und Zeit.

Wichtig ist, dass bei dieser Definition die Arbeit während der gesamten Zeit konstant ist. Ist die Arbeit nicht konstant, so kann man beispielsweise eine mittlere Leistung angeben, die mittlere Leistung ist der Quotient aus der Differenz zwischen Endwert der Arbeit - Anfangswert der Arbeit und der Differenz zwischen Endwert und Anfangswert der Zeit.

Beispiel:
Eine Maschine verrichtet in einer Stunde eine Arbeit von 1000 Joule. Um die Leistung zu berechnen, muss man erstmal die Zeit in die richtige SI-Einheit umwandeln (Stunden -> Sekunden). Dabei entsprecht eine Stunde 3600 Sekunden, damit sind die beiden Werte  t = 3600s und W = 1000 J. Setzt man dies in die Formel ein, so erhält man: P = 1.000 J / 3.600 S = 0,278 W (Watt)


Hinweise
:
Der "Leistungsbegriff" lässt sich auch in der Elektrizitätslehre und Wärmelehre anwenden. In der Mechanik gilt: Leistung = Arbeit pro Zeit, in der Elektrizitätslehre übertragen, kennzeichnet die Leistung wie schnell eine Energieumwandlung abläuft (Leistung = Energie pro Zeit). Anhand der Formel zeigt sich, dass die Leistung um so größer ist, je kürzer der Zeitraum ist (der zur Verrichtung für die Arbeit notwendig ist).

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