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Physik

Leistung: Energie pro Zeit

Die Leistung sagt, wie viel Energie in einer Sekunde umgesetzt wird: P = W : t. Die Einheit ist das Watt.

  • ca. 11 Minuten
  • Klasse 8
  • Niveau: Plus

Das lernst du heute

  • Ich kann die Leistung berechnen.
  • Ich kann Leistung im Alltag vergleichen.
  • Ich kann die Leistung vom Alltagsbegriff unterscheiden.

Das brauchst du schon: Vielleicht hilft dir zuerst diese Lektion: Lageenergie berechnen

Zwei Personen tragen gleich schwere Kisten gleich hoch. Eine schafft es in 10 s, die andere in 20 s. Die Arbeit ist gleich, aber die erste hat mehr geleistet. In der Physik gilt: Leistung P = Arbeit W : Zeit t. Das gilt auch für Energie. Die Einheit ist das Watt (W): 1 W = 1 J/s. Größere Werte: 1 kW = 1000 W. Beispiel: Eine Person (60 kg, F_G = 600 N) steigt in 6 s eine Treppe von 3 m Höhe. Die Arbeit ist W = 600 N · 3 m = 1800 J. Die Leistung ist P = 1800 J : 6 s = 300 W. Das schafft ein Mensch nur kurz. Dauerhaft ist die Leistung viel kleiner. Im Alltag sagt man „Er leistet viel“, wenn jemand lange arbeitet. Physikalisch zählt nur, wie viel Energie pro Sekunde umgesetzt wird. Auch Nahrung enthält chemische Energie, die der Körper in Bewegung und Wärme umsetzt.

Typische Leistungen (gerundet).
GerätLeistung
LED-Lampeetwa 10 W
Fönetwa 1000 W = 1 kW
Herdplatteetwa 2000 W = 2 kW
Mensch beim Treppensteigen (kurz)einige hundert W

Leistung berechnen

  1. Gegeben: W = 1800 J, t = 6 s.
  2. Formel: P = W : t.
  3. P = 1800 J : 6 s.
  4. Ergebnis: P = 300 W.

Ich verstehe das noch nicht

Such dir aus, was dir hilft.

Noch einfacher erklärt

Gleiche Arbeit, weniger Zeit: mehr Leistung.

P = W : t.

Die Einheit ist Watt.

Ein Beispiel

Beispiel

Ein Wasserkocher mit 2000 W setzt jede Sekunde 2000 J um. Ein Wasserkocher mit 1000 W braucht für dieselbe Menge Wasser doppelt so lang.

Schritt für Schritt

Du berechnest eine Leistung.

  1. Berechne zuerst die Arbeit W = F · s.
  2. Schreibe die Zeit t auf.
  3. Teile W durch t.
  4. Schreibe die Einheit W.

Mit einem Bild erklärt

Arbeit WZeit tLeistung P
1800 J6 s300 W
1800 J18 s100 W
1000 J10 s100 W

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Ausprobieren

Jetzt zusammen

Wir lösen die Aufgabe gemeinsam. Nutze die Hilfen, wenn du sie brauchst.

Ein Motor verrichtet in 20 s eine Arbeit von 4000 J. Wie groß ist die Leistung in W?

Zeig mir den ersten Schritt

P = W : t.

Lösung ansehen

Lösung: 200

P = 4000 J : 20 s = 200 W.

Üben

Jetzt du

Jetzt probierst du es allein.

Eine Person (F_G = 500 N) steigt in 5 s auf eine Höhe von 3 m. Wie groß ist ihre Leistung in W?

Zeig mir den ersten Schritt

Arbeit W = 500 N · 3 m, dann durch 5 s.

Lösung ansehen

Lösung: 300

W = 1500 J, P = 1500 J : 5 s = 300 W.

Tipp: Leistung und Arbeit sind verschieden: Arbeit in J, Leistung in W. Achte bei Aufgaben auf die Zeit.

Merksatz: P = W : t. 1 W = 1 J/s. 1 kW = 1000 W.

Typischer Fehler: Viele verwechseln Watt und Joule. Watt heißt Joule pro Sekunde.

Prüfen

Mini-Quiz

4 kurze Fragen, ohne Noten. Bei jeder Frage kannst du dir die Lösung ansehen.

Frage 1 Welche Einheit hat die Leistung?
Zeig mir den ersten Schritt

Leistung ist Energie pro Zeit.

Lösung ansehen

Lösung: Watt (W)

Frage 2 Ein Gerät setzt in 5 s 500 J um. Wie groß ist die Leistung in W?

Zeig mir den ersten Schritt

500 : 5.

Lösung ansehen

Lösung: 100

P = 500 J : 5 s = 100 W.

Frage 3 Bei gleicher Arbeit hat die Person mit der kürzeren Zeit die größere Leistung.
Lösung ansehen

Lösung: Stimmt

Frage 4 Ein Fön hat 1,5 kW. Wie viel Watt sind das?

Zeig mir den ersten Schritt

1 kW = 1000 W.

Lösung ansehen

Lösung: 1500

1,5 · 1000 W = 1500 W.

Geschafft

Die Leistung ist die umgesetzte Energie pro Zeit. Je schneller dieselbe Arbeit verrichtet wird, desto größer die Leistung.

Zum Schluss

Kannst du das schon?

Hake ab, was du schon kannst. Was noch fehlt, schaust du dir einfach noch einmal an.

Zum Ausdrucken

Übungsheft Einfache Maschinen, Energie und Leistung

Kurz erklärt, 42 Aufgaben in drei Stufen und alle Lösungen. Kostenlos.

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