| 1. Wirkung |
Dieser Begriff ist so intensiv und so vielfach in die Alltagssprache eingebunden, daß es unnötig erscheint, ihn näher zu erläutern.
Als erstes fällt wohl die Kopplung:
Ursache und Wirkung
bzw.
"Keine Ursache ohne Wirkung. Keine Wirkung ohne Ursache"
ein.
Voltaire betonte, daß Physik sich mit der Untersuchung von Wirkungen befaßt. Das liegt in der Natur z. B. von Experimenten: Welche Wirkung hat es, wenn ich einen Gegenstand erwärme, einen elektrischen Strom durch eine Spule oder Licht durch eine Linse schicke?
Es ist logisch und anschaulich, daß eine Ursache einer Wirkung zeitlich vorausgeht, die Wirkung das zeitlich nachfolgende einer Ursache ist.
Begriffe wie "Kausalität" und "Determiniertheit" sind eng mit der Problematik von Ursache und Wirkung verknüpft.
Den allgemeinen Formulierungen, in denen Ursache und Wirkung im Singular auftauchen, steht die Erfahrung vieler gegenüber, daß i. a. eine Wirkung nur dann auftritt, wenn mindestens zwei Ursachen gleichzeitig auftreten.
Wie ist es mit "Nebenwirkungen", Fern- und Nahwirkungen, "Spätfolgen" eines Ereignisses, was bleibt "wirkungslos" trotz höchsten Aufwandes? Was ist wirksam, was ist unwirksam, was hat Wirkung mit Wirklichkeit zu tun? |
"Kein Feuer
ohne Rauch"
"Ein Berg kreißte und gebar ein Mäuschen."
"Kleine Ursache, große Wirkung"
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| 2. Die vergessene Wirkung |
Da sollte man doch meinen, daß eine physikalische Größe, die den Namen "Wirkung" trägt, und ein sogenanntes "Prinzip der kleinsten Wirkung" zum besonders einzuprägenden Basiswissen jedes Physikunterrichts gehören müßte.
Wäre da nicht das "Plancksche Wirkungsquantum", man hätte wohl diese unbequeme Größe ganz vergessen. Es ist geradezu lustig zu lesen, wie manche Physik-Buchschreiber mit dieser Größe nichts anfangen können und dann rumeinern, ihr keine echte physikalische Bedeutung unterstellen usw.
Darin und in der einseitigen Überbetonung der physikalischen Größe "Leistung" zeigt sich, daß Physik heute eher ein Spiegel männlicher Denkmuster ist als ein "objektives" Abbild der Wirklichkeit. Sehr gut wird hieran deutlich, wie sehr die bisherige Physik nur eine "halbe Wissenschaft" ist.
Seit nunmehr fast 10 Jahren versuche ich, auf diese vergessene Wirkung aufmerksam zu machen. Inzwischen sehe ich mit großer Freude, daß es auf vielen Seiten im Internet wieder Freunde der Wirkung gibt.
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Auch die Gegenüber-Stellung von Leistung und Wirkung findet in Wiss.-Theorie » weibl. Philosophie »
Stein + Wasser ihren Platz - irgendwann.
Denn eine Zeitplanung ist immer schwieriger geworden. Aber - "Gottes Mühlen mahlen langsam"
und
"Was lange währt,
wird gut."
- auch diese Erfahrungen mit "Wirkungen" sind im Volksmund besser aufgehoben als im Physikunterricht . |
| "Gottes Mühlen mahlen langsam" |
oder:
Warum es sinnvoller ist, nur so viel Leistung einzusetzen, wie unbedingt nötig ist, und nicht mehr |
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Die Definitionsgleichungen für Wirkung und Leistung
Wirkung ist definiert als Produkt aus Energie und Zeit(spanne)
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S = E • t |
(1) |
(bzw. als Produkt aus Impuls und Länge, doch für den folgenden Vergleich benötige ich nur obige Formel)
Leistung ist definiert als Quotient aus Energie und Zeiteinheit (Zeitspanne): |
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P = E / t |
(2) |
| Aus (2) ergibt sich durch Umstellen für E |
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E = P • t |
(2a) |
Vergleicht man die beide Gleichungen (1) und (2) und setzt E aus (2a) in (1) ein, so ergibt sich für die
Wirkung das Produkt aus Leistung mal Zeit(spanne) zum Quadrat: |
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S = P • t2 |
(3) |
Diese Gleichung hat es in sich:
Sie besagt:
Die gleiche Wirkung ist erreichbar mit halber Leistung in der vierfachen Zeit.
Oder
man verbraucht Energie mit halbe Leistung in doppelter Zeit und hat dann die vierfache Wirkung.
Hiermit wäre eine physikalische Begründung für die in vergangenen Jahren so oft heraufbeschworene „Kreativität der Langsamkeit“
gefunden.
Es läßt sich auch an einem Beispiel so berechnen:
Angenommen, mir stünden 1 kWh an Energie zur Verfügung:
Fall 1:
Mit einer Glühlampe, die eine Leistung von 100 Watt hat, könnte ich damit einen Raum für 10 Stunden ausleuchten. (Eine 1000- Watt-Glühlampe hätte nur eine Brenndauer von 1 Stunde, bis die vorhandene Energie "verbraucht" wäre. Doch sie würden den Raum viel zu hell erstrahlen lassen.)
Fall 2:
Will ich jedoch nur ein Buch lesen, genügt eine Tischlampe mit 40 Watt, die ich 25 Stunden lang betreiben kann, ehe die verfügbare Energie verbraucht wäre.
Fall3:
Nehme ich eine 10W-Sparlampe (Diese Größe wähle ich wegen der vereinfachten Umrechnung, in der Praxis gibt es - soviel ich weiß - in diesem Bereich nur Lampen für 11 bzw. 9 W), kann ich 100 Stunden lang lesen.
In physikalischer Sprache ergibt sich für die jeweilige Wirkung durch Einsetzen in Formel (1):
Fall 1:
S1 = 1000 Wh • 10 h = 10 000 Wh2
Fall 2
S2 = 1000 Wh • 25 h = 25 000 Wh2
Fall 3
S3 = 1000Wh • 100 h = 100 000 Wh2.
Nun - da es so ungewohnt ist, diese Größe zu berechnen und zu deuten, muß man sich natürlich fragen, was diese Formel und diese Berechnungen aussagen:
Sie besagen - in Alltagssprache übersetzt:
Je geringer die eingesetzte Leistung ist, um so mehr hat man von der vorhandenen Energie.
Nicht Leistungsmaximierung sondern Leistungsminimierung ist die Konsequenz, will man eine möglichst große bzw. lange Wirkung der Energie erreichen. Achtung - es handelt sich nicht um ein Maximierungs- oder Minimierungsproblem, sondern um ein "Optimierungsproblem": Ich muß als Randbedingung natürlich herausfinden, welche Lichtmenge gerade noch ausreichend ist für den erstrebten Zweck, in diesem Fall das Buch zu lesen.
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