Wie verhält sich der Begriff „Macht“ zur Arbeit in der Physik?

In der Physik ist Leistung die Geschwindigkeit, mit der Arbeit verrichtet wird. Mathematisch ist dies die an einem Objekt geleistete Arbeit geteilt durch die betrachtete Zeit. Während die Arbeit nur die Kraft berücksichtigt, die wirkt, um eine Verschiebung zu verursachen, berücksichtigt die Leistung die Zeit, die die Kraft benötigt, um die Verschiebung zu bewirken. Leistung kann auch als Kraft multipliziert mit Geschwindigkeit beschrieben werden, da die Geschwindigkeit die Verschiebung geteilt durch die Zeit ist.

Bei gleicher Arbeit sind Leistung und Zeit umgekehrt proportional: Mit mehr Leistung kann dieselbe Arbeit in kürzerer Zeit erledigt werden. Aus diesem Grund erhalten Maschinen Leistungsangaben, denn obwohl Maschinen für die Arbeit entwickelt und gebaut wurden, ist der Zeitrahmen, in dem sie die Arbeit verrichten, ebenfalls wichtig.

Die PS-Zahl eines Autos ist beispielsweise ein Maß für die Leistung. Wenn der 40-PS-Motor eines Autos es in 16 Sekunden von 0 auf 60 Meilen pro Stunde beschleunigt, dann kann dasselbe Auto mit der vierfachen Leistung – ein 160-PS-Motor – es in 4 Sekunden auf 60 Meilen pro Stunde beschleunigen, was einem Viertel der Zeit.

Im metrischen System wird Leistung in Watt und Arbeit in Joule ausgedrückt, wobei ein Watt einem Joule pro Sekunde entspricht. Eine einzelne PS-Einheit entspricht 750 Watt.