Theorie:
In der Realität wird immer größere Arbeit verrichtet als man tatsächlich (idealisiert) braucht, da immer Verluste auftreten (etwa durch Reibung). Deshalb man unterscheidet zwischen der aufgewendeten (zugeführten) Energie (Arbeit) und der effektiven Energie (Arbeit) .
Beispiel:
Man muss eine \(m kg \)schwere Last in die Höhe von \(h m\) aufheben.
In diesem Fall wird die effektive Energie für die Überwindung der Schwerkraft, die auf die Last einwirkt, verbraucht.
Wenn bei der Aufhebung der Last die Arbeit gleichmäßig verrichtet wird, kann man die Arbeit folgenderweise finden:
Nutzt man für die Aufhebung der Last eine Rolle oder einen anderen Mechanismus, muss zusätzlich zum Gewicht der Last auch die Schwerkraft der Einzelteile des Mechanismus und die Reibungskraft im Mechanismus zu überwunden werden.
Die aufgewendete Energie, die anhand des Mechanismus verrichtet wird, ist immer größer als die effektive Energie:
oder .
Die Formel der Wirkungsgrades:
Das Verhältnis zwischen der effektiven Energie und der tatsächlich aufgewendeten Energie heißt Wirkungsgrad des Mechanismus.
.
Der Wirkungsgrad wird in Prozent ausgedrückt und mit dem griechischen Buchstaben ("Eta") bezeichnet.
Um den Wirkungsgrad eines Mechanismus zu finden, muss man die effektive Energie durch die zugeführte Energie dividieren.
Wichtig!
Der Wirkungsgrad eines Mechanismus ist immer kleiner als \(100%\).