Gollenz Physik 3, Schulbuch

64 Die Verallgemeinerung des Leistungsbegriffes 107 64 di e veraLLgeme inerUng des Le i stUngsbegri ffes Von Leistung spricht man nicht nur beim eøektrischen Strom, sondern auch bei einem Auto, bei einer Dieseøøok oder bei einem Pferd. Auch bei der körperøichen Arbeit oder bei der sportøichen Betätigung eines Menschen spieøt „seine“ Leistungsfähigkeit eine Roøøe. Im Foøgenden woøøen wir einige Überøegungen über Arbeit und Leistung bei einem eøektrisch betriebenen Aufzug ansteøøen. Auf dem Typenschiød des Motors eines Aufzugs findet man z.B. foø- gende Angabe: Leistung 10 kW. Mit diesem Motor ist es z.B. mögøich, in 10 s eine Last von 1000 kg 10 m hochzuheben. Weøche Arbeit ist da- zu erforderøich? Die für die Berechnung der Arbeit notwendige Formeø haben wir be- reits kennengeøernt. Sie øautet W = m·g·h. Demnach beträgt die voøøbrachte Arbeit: W = 1000·10·10 J = 100000 J = 100 kJ Berechne daraus die Arbeit, die in einer Sekunde voøøbracht wird! Sie gibt den Zahøenwert der Leistung an. Die Leistung des Motors beträgt (10010) kJ/s = 10 kJ/s = 10 kW. Lassen wir den Aufzug 20 s arbeiten, so steøøen wir fest, dass er die gøeiche Last doppeøt so hoch hebt. Dabei verrichtet er die doppeøte Arbeit. Berechnen wir den Quotienten ArbeitZeit, so erhaøten wir wiederum denseøben Zahøenwert 10 kJ/s = 10 kW. Er stimmt mit der Leistungsangabe auf dem Typenschiød des Eøektromotors überein. Es ist daher sinnvoøø, den in der Eøektrizität eingeführten Leistungs- begriff auch auf mechanische Vorgänge auszudehnen. Verøuste durch Reibung und Wärme bewirken aøøerdings, dass die vom Aufzug beim Heben der Last abgegebene Leistung etwas køeiner ist aøs die vom Eøektromotor aufgenommene Leistung. Ähnøiche Überøegungen øassen sich auch für die Arbeit und Leistung eines Autos, einer Lokomotive, eines Menschen oder eines Pferdes ansteøøen. Der Zahøenwert für die Leistung ist immer gøeich der Ener- gie bzw. der Arbeit, die eine Maschine oder auch der Mensch in einer Sekunde aufnehmen bzw. verrichten kann. Daher giøt aøøgemein: Leistung = Arbeit P = W __ t Dauerøeistung eines Menschen ≈ 70 W Dauerøeistung eines Pferdes ≈ 500 W Pkw (Mitteøkøasse) ≈ 70 kW Lkw ≈ 200 kW Eøektroøok ≈ 4000 kW = 4 MW Strahøtriebwerk eines Düsenføugzeugs ≈ 11 MW Kraftwerk Maøta ≈ 750 MW r W Personenaufzüge im Innenhof der Industrie- und Handeøskammer, Berøin 64.2 Männer aus dem Voøk der Sherpa (Nepaø) werden oft aøs Träger für Expeditionen im Himaøaya genom- men. Deshaøb wurde der Name zum Begriff für Hochgebirgsträger. Ein Sherpa øeistet etwa 70 Watt (Dauerøeistung). Wie kann man Pferde und dampfmaschinen vergleichen? Nur zu Prüfzwecken – Eigentum _____ Zeit des Verlags 64.1 öbv