Naturwissenschaft kann so verdammt einfach sein, wenn man mal die ganze Korinthenkackerei weglässt. In den USA weiß man das schon lange, daher sind die meisten einfachen, pragmatischen Anleitungen auf englisch. Wer damit jetzt überfordert ist - hier ein paar, z.T. ergänzende, Infos zum Thema:
Um die Leistung zu berechnen, braucht man für dieses Experiment ein Gewicht, das hochgezogen werden soll. Mit Gramm oder Kilo wird man hier jedoch nichts, für die Berechnung benötigt man die Kraft, die notwendig ist, um das Gewicht zu heben. Die misst man in Newton. Im Video kommt ein Newtonmeter zum Einsatz, das braucht man aber nicht. Viel einfacher ist diese Formel:
Kraft (Newton) = Gewicht (kg) x Erdanziehung (g = 9,81 m/sec²).
10g (0,01 kg) ergeben beispielsweise 0,0981 Newton; für 123g müssen 1,20 Newton aufgewendet werden (123/1000 x 9,81). Anschließend kann die Arbeit in Joule berechnet werden:
Arbeit (Joule) = Kraft (Newton) x Strecke (Meter).
Im Video wird dazu einfach ein Bindfaden mit dem Gewicht aufgespult. Die zurückzulegende Strecke wird vorher gemessen. Im Beispiel sind das 2,5 Meter. Schafft es das Windrad, das Gewicht auf 2,5 Meter hochzuziehen, verrichtet es (mindestens) eine Arbeit von ... Joule. Bei 1,20 Newton und 2,5 Metern also beispielsweise 3 Joule. Nun lässt sich die Leistung in Watt ermitteln:
Leistung (Watt) = Arbeit (Joule) / Zeit (Sekunden).
1 Watt = 1 Joule pro Sekunde; bei 3 Joule und einer Zeit von 9 Sekunden (siehe Video) ergibt das 0,33 Watt. Die Kurzformel, die alle obigen Schritte zusammenfasst:
Leistung = Gewicht x 9,81 x Strecke / Zeit (in unserem Beispiel: 0,123 x 9,81 x 2,5 / 9)
Flink in eine Excel-Tabelle eingefügt, kann man mit den Werten herumspielen und sieht: Um die für ein Handy-Netzteil typischen 3,5 Watt (5 Volt, 0,7 Ampere) zu generieren, müssten zwei Kilo in zirka elf Sekunden auf zwei Meter Höhe gehievt werden.
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