Kraft gegen Macht

Die Konzepte von Macht und Leistung scheinen ähnliche Bedeutungen zu vermitteln und sind oft füreinander verwirrt. In der Physik sind sie jedoch nicht austauschbar. Macht ist das grundlegende Ergebnis einer Interaktion zwischen zwei Objekten, während Leistung ist ein Ausdruck der Energie, die im Laufe der Zeit (Arbeit) verbraucht wird, deren Kraft ein Element ist. Kraft und Macht können sowohl beschrieben als auch gemessen werden, aber eine Kraft ist ein tatsächliches physikalisches Phänomen und Kraft an sich nicht.

Vergleichstabelle

Vergleichstabelle Kraft gegen Leistung

Macht	Leistung
Definition	Ein Push oder Pull, der aus einer Interaktion zwischen Objekten resultiert.	Leistung ist die Geschwindigkeit, mit der Arbeit erledigt oder Energie übertragen wird.
Einheit	Newton	Watt = Joule / Sekunde
Symbol	F	P
Benannt nach	Isaac Newton	James Watt
Ableitungen von anderen Mengen	F = ma (Kraft = Masse multipliziert mit Beschleunigung)	P = w / t (Leistung = Arbeit geteilt durch Zeit)
Beziehung zu "Arbeit"	Kraft, die über eine Distanz angelegt wird, schafft Arbeit.	Rate, zu der die Arbeit ausgeführt wird.
Alltagsbeispiel	Schwerkraft, Reibung, Magnetismus.	Leistung (1 Leistung = 750 Watt).

Inhalt: Kraft gegen Macht

• 1 Grundkonzept
• 2 Formeln
• 3 Beispiel
• 4 Maßeinheiten
• 5 namengebende Wissenschaftler
• 6 Referenzen

Basiskonzept

Eine Kraft kann nur auftreten, wenn Objekte interagieren. Wenn Objekte miteinander interagieren, drücken oder ziehen sie sich gegenseitig, sei es durch direkten Kontakt oder aus der Ferne. Beispiele für direkte Kontaktkräfte umfassen die Reibung von Autoreifen auf einer Straße oder den Luftwiderstand bei einem sich bewegenden Auto. Eine Wechselwirkung in einem Abstand erfolgt durch Kräfte wie Schwerkraft und Magnetismus. Kraft ist ein grundlegender Ausdruck körperlicher Vorkommnisse, ebenso wie Zeit und Entfernung.

Leistung ist definiert als die pro Zeiteinheit verbrauchte Energiemenge. Ein anderer Weg, um dies auszudrücken, ist: die Geschwindigkeit, mit der "Arbeit" erledigt wird. Arbeit findet statt, wenn eine Kraft ein Objekt bewegt. Zum Beispiel verbraucht eine Person, die gegen eine Ziegelmauer drückt, Energie, aber es wird keine Arbeit ausgeführt und es wird keine Energie erzeugt, da sich die Wand nicht bewegt. Aber wenn jemand auf einen Tisch drückt und ihn bewegt, dann gibt es Arbeit. Power drückt aus, wie schnell diese Arbeit erledigt wird. Kraft ist also ein Element der Potenzgleichung, zusammen mit anderen grundlegenden Elementen wie Entfernung und Zeit.

Formeln

Die Kraft wird als Produkt aus Masse und Erdbeschleunigung berechnet und wird normalerweise als bezeichnet

woher F ist die Kraft, m ist Masse und ein ist die Erdbeschleunigung.

Als Änderungsrate der geleisteten Arbeit oder der Energie eines Teilsystems wird die Leistung berechnet als:

woher P ist Macht, W ist Arbeit und t ist an der Zeit.

Beispiel

Kraft ist in der Interaktion aller Objekte vorhanden. Wenn ein Baseballspieler einen Ball schlägt, übt der Schläger eine Kraft auf den Ball aus (und umgekehrt). Planeten umkreisen die Sonne aufgrund von Gewalt. Um die Kraft eines Baseballgewichts mit einem Gewicht von 146 g in Newton zu berechnen, multiplizieren Sie einfach die Masse (in Kilogramm, also .146) mit der Beschleunigung (Erdschwerkraft beträgt 9,8 Meter pro Sekunde), was 1,43 Newton entspricht.

Wenn eine Person rennt und dann dieselbe Treppe hinaufgeht, wird in beiden Fällen dieselbe Arbeit ausgeführt, jedoch wird während des Laufens mehr Energie erzeugt, da dieselbe Arbeit in kürzerer Zeit ausgeführt wird.

Maßeinheiten

In wissenschaftlichen Anwendungen wird die Kraft in Newton gemessen und im englischen System in Pfund ausgedrückt. Die SI-Einheit ist der Newton (N). Ein Newton ist die Kraft, die erforderlich ist, um eine Masse von einem Kilogramm mit einer Geschwindigkeit von einem Quadratmeter pro Quadratmeter oder kg · m · s-2 zu beschleunigen. Ein Newton entspricht 100.000 Dyn.

Die SI-Einheit der Leistung ist das Watt (W). Ein Watt entspricht einer Joule pro Sekunde, wobei Joule die Energieeinheit ist. Dies ist die Standardmaßeinheit, die Leistung kann jedoch mit der Zeit über beliebige Energiemittel ausgedrückt werden. Ein anderer verbreiteter Ausdruck von Kraft ist die Leistung, bei der 1 Leistung 746 Watt entspricht.

Namensgebende Wissenschaftler

Kräfte bewirken eine Beschleunigung (eine Änderung der Geschwindigkeit). Die Standardeinheit der Kraft wurde nach Isaac Newton benannt, um sein 2. Gesetz zu feiern, in dem es heißt: "Die Beschleunigung eines Objekts ist direkt proportional zur ausgeübten Kraft ..." 1 Newton ist die Menge an Kraft, die erforderlich ist, um eine Masse von 1 kg zu beschleunigen eine Geschwindigkeit von 1 Meter pro Sekunde.

James Watt war ein schottischer Erfinder und Ingenieur. Watt schuf die Messung der Leistung, um die Leistungsverbesserungen seiner Dampfmaschine zu erklären. Aufgrund seines großen Beitrags zur Effizienz von Dampfmaschinen entschied sich die wissenschaftliche Gemeinschaft dafür, ihn mit der Benennung der Machteinheit zu ehren. Das Watt wurde 1960 als Einheit der Leistung in die SI aufgenommen.

Verweise

• Kraft und ihre Vertretung - Das Physik-Klassenzimmer
• Definition und Mathematik der Arbeit - Das Physik-Klassenzimmer
• Leistung - Das Physik-Klassenzimmer
• Wikipedia: Macht (Physik)
• Wie Kraft, Kraft, Drehmoment und Energie funktionieren - Wie Dinge funktionieren
• Wikipedia: Watt
• Wikipedia: James Watt