Physik für Kinder

Strom

Das Wort "Macht" wird oft verwendet, um eine Autoritätsperson wie einen König oder einen Diktator zu beschreiben. Es wird auch verwendet, um jemanden oder etwas zu beschreiben, das sehr stark ist, wie ein Baseballspieler, der Homeruns schlägt. In der Physik wird Macht verwendet, um die Rate zu beschreiben, mit der Energie verwendet wird. Mit anderen Worten, es ist ein Maß dafür, wie schnell man Energie verwendet.

Die Gleichung, die die Leistung beschreibt, lautet:

Leistung = Arbeit ÷ Zeit

oder

P = W/t

Ein Beispiel

Egal, ob Sie eine Treppe in 5 Sekunden hinauflaufen oder dieselbe Treppe in 40 Sekunden langsam hinaufgehen, Sie verrichten dieselbe Arbeit, allerdings in einem anderen Tempo. Wenn Sie die Treppe hinauflaufen, arbeiten Sie viel schneller. Während Sie die Treppe hinauflaufen, haben Sie eine höhere Leistung als wenn Sie die Treppe hinaufgehen.

Wenn die Arbeit, die Sie zum Treppensteigen benötigen, 1000 Joule beträgt, können wir die Leistung in beiden Fällen berechnen P ₁ (laufend) und P ₂ (Gehen):

Leistung = W/t

P ₁ = 1000 J ÷ 5 s

P ₁ = 200 W

P ₂ = 1000 J ÷ 40 s

P ₂ = 25 W

Sie können sehen, dass die Leistung beim Treppenlaufen viel höher war als beim Gehen.

Wie man Leistung misst

Die Standardeinheit für die Messung der Leistung ist das Watt. Aus der obigen Gleichung geht hervor, dass die Leistung Arbeit ÷ Zeit ist. Die Einheit für die Arbeit ist das Joule (J), also ist ein Watt das gleiche wie ein Joule/Sekunde oder J/s.

Eine weitere gebräuchliche Einheit für Leistung, die für Automotoren und Maschinen verwendet wird, ist die Pferdestärke. Eine Pferdestärke entspricht etwa 745,7 Watt.

Macht und Kraft

Die Leistung kann auch aus der Kraft und der Geschwindigkeit eines Objekts anhand der folgenden Gleichung berechnet werden:

Leistung = Kraft * Geschwindigkeit

Elektrische Leistung

Bei der Berechnung der elektrischen Leistung werden der Strom und die Spannung verwendet. Der Strom wird in Ampere (A) und die Spannung in Volt (V) gemessen. Hinweis: Strom wird in Gleichungen mit einem "I" dargestellt.

Leistung = Strom * Spannung

P = I * V

Beispielproblem:

Wie hoch ist die Leistung eines Stromkreises, der 3 Ampere bei 10 Volt erzeugt?

P = I * V

P = 3A * 10V

P = 30 Watt

Interessante Fakten über Strom

• Explosionen setzen zwar nicht immer viel Energie frei, aber da sie in einem sehr kurzen Zeitraum Energie freisetzen, können sie dennoch sehr mächtig sein.
• Die "Strom"-Rechnung, die wir mit der Post erhalten, wird in der Regel in Kilowattstunden abgerechnet, d. h. als Leistung über die Zeit, was eigentlich eine Messung der verbrauchten Energie und nicht der Leistung ist.
• Die von den Space Shuttle-Raketen beim Start abgegebene Leistung beträgt etwa 12 Milliarden Watt.
• Eine Pferdestärke entspricht der Kraft, die nötig ist, um 550 Pfund in einer Sekunde einen Fuß hochzuheben.

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