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Beschleunigungs-Leistung berechnen

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In diesem Artikel befassen wir uns mit der Beschleunigungs-Leistung. Es soll dabei erklärt werden, wie man die Leistung einer Beschleunigung berechnet und worin die Besonderheiten liegen.

Leistung (Physik)

Der Begriff Leistung beschreibt Arbeit bzw. Energie*, die in einer bestimmten Zeitspanne umgesetzt wurde, bezogen auf diese Zeitspanne. Das Formelzeichen für die Leistung ist das P (vom englischen Wort power), die SI-Einheit das Watt mit dem Einheitenzeichen W.

In der Realität ist es so, dass die Leistungsaufnahme und die Leistungsabgabe, die z.B. von einer Maschine für eine nutzbringende Anwendung umgesetzt wird, erheblich voneinander abweichen können. Das Verhältnis dieser beiden Größen wird durch den Wirkungsgrad beschrieben, zu welchem wir noch im späteren Verlauf des Kinetik-Skripts kommen werden.

Die allgemeine mechanische Leistung berechnen

Die Berechnung der Leistung P ganz allgemein funktioniert durch die Division von Arbeit bzw. Energie durch die Zeit t. Gemeint ist die Zeit, innerhalb der die Arbeit W verrichtet wurde, bzw. die Energie E aufgewendet wurde.

mechanische Leistung berechne - Formel

P - Leistung in Watt [W]
W - Arbeit in NewtonMeter oder Joule [1J = 1Nm]
E – Energie in NewtonMeter oder Joule [1J = 1Nm]
t - Zeit in Sekunden [s]

Berechnung der Leistung einer Beschleunigung

Kommen wir nun zum speziellen Fall der Leistung einer Beschleunigung und wie man sie berechnet.

Beschleunigung & Translation

Unter einer Translation versteht man die geradlinige Verschiebung eines Körpers. Davon zu unterscheiden ist die Rotation, bei der sich der Körper kreisförmig um eine Achse bewegt. Eine Translation setzt eine vorhergehende Beschleunigung voraus, da sich der Körper schließlich nicht schon immer  mit einer bestimmten Geschwindigkeit bewegt haben kann.

Berechnung

Bei einer Beschleunigung kann man die mechanische Leistung entweder über Kraft, Strecke und Zeit berechnen oder auch über die Kraft und Geschwindigkeit. Ob man hier von der Leistung einer Beschleunigung oder von der Leistung einer Translation spricht, spielt für die Berechnung außerdem keine Rolle. Die Berechnung der Beschleunigungsleistung sieht wie folgt aus:

Berechnung der Leistung bei Translation

P - Leistung in Watt [W]
F - Kraft in Newton [N]
s - Strecke in Metern [m]
t - Zeit in Sekunden [s]
v - Geschwindigkeit in Meter pro Sekunde [m/s]

 Translationsleistung berechnen
Leistung bei einer Beschleunigung
 

Ein Beispiel in dem durch eine Beschleunigung eine Leistung entsteht, ist die Verschiebung einer Masse auf Rollen, wie es im Bild oben dargestellt ist. Die Masse wird mit einer Kraft F bewegt, die über eine bestimmt Strecke s innerhalb einer bestimmten Zeit t wirkt. Durch die Beschleunigung, welche die Masse erfährt, bewegt sich die Masse nach einer Zeit t mit einer Geschwindigkeit v.

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