In der Umgangssprache werden die Begriffe Arbeit und Leistung oft gebraucht. Zum Beispiel die Leistung eines Schülers. Nehmen wir dazu ein Beispiel:

Schülerin A und Schülerin B werden am nächsten Tag eine Klausur schreiben. Schülerin A lernt für die Klausur 5 Stunden und bekommt die Note 1. Schülerin B aber lernt 2 Stunden und bekommt ebenfalls eine Note 1.

Schülerin B hat in dem Fall eine höhere Leistung, da sie weniger Zeit zum Lernen benötigt hat um die Note 1 zu erhalten als Schülerin A.

Es kommt nicht allein darauf an, wie viel Arbeit man verrichtet, sondern auch darauf, in welcher Zeit diese Arbeit erledigt wird.

Definition

Die Leistung ist eine physikalische Größe, die für Arbeit pro Zeit steht. Der Buchstabe P steht für das englische Wort für Leistung, nämlich Power.

Die Einheit für die Leistung ist demnach 1 Watt (W).


Pferdestärke (PS)

Die Pferdestärke ist eine veraltete, jedoch in der Umgangssprache weiterhin verbreitete Einheit der Leistung mit dem Einheitenzeichen PS. Die Einheit hat sich zum Beispiel speziell bei Fahrzeugen im allgemeinen Sprachgebrauch gehalten.

Historisch gesehen wurde als Pferdestärke die durchschnittliche nutzbare Dauerleistung eines Arbeitspferdes verstanden. Im Tagesdurchschnitt leistet ein Pferd etwa 1 PS. Deshalb auch der Name.

Da die Leistung eines Pferdes je nach Rasse und Trainigszustand erheblich variiert, wurde 1 PS folgendermaßen definiert:

1 PS ist die Leistung, die erbracht werden muss, um einen Körper der Masse 75 kg in einer Sekunde um 1 Meter zu heben.

Somit ist

Beispiele für Leistungswerte


Musteraufgaben

Ein Junge (50kg) rennt in 5 Sekunden eine 3 Meter hohe Treppe hinauf. Welche ,,Hubleistung” hat der Junge?

Der Junge hat eine Hubleistung von 294,3 Watt.


Ein Auto fährt bei einer gesamten Fahrwiderstandskraft von 1300 N eine Geschwindigkeit von 90 km/h. Welche mechanische Leistung bringt das Auto auf?

F=1300N        v=90 km/h = 25 m/s

Das Auto vollbringt eine Leistung von 32500 Watt.

Ein Wasserkocher hat eine Heizleistung von 2400 Watt. Der Wasserkocher ist mit 1 Liter Wasser gefüllt, das eine Temperatur von 20°C hat. Wie lange braucht der Wasserkocher, um das Wasser zum Sieden zu bringen? (Siedetemperatur Wasser: 100°C; spezifische Wärmekapazität von Wasser: Q=4187 J/(kg•K))

Lösung:

1 Liter Wasser hat etwa die Masse 1 kg.

Man muss dem Wasser 334960 Joule Energie zuführen, um es zum Sieden zu bringen.

Der Wasserkocher leistet 2400 W. Somit liefert er 2400 Joule Energie pro Sekunde.

Der Wasserkocher braucht 2 Minuten und 18 Sekunden um das Wasser zum Sieden zu bringen.