パワーウェイトレシオ

行うべき仕事が、質量が一定の物体の直線運動である場合${\displaystyle m\;}$重心が（直線ではない場合もある）線に沿って加速され、速度に達する。${\displaystyle |\mathbf {v} (t)|\;}$角度${\displaystyle \phi \;}$搭載された動力装置による重力場の中心と半径に関して、関連する運動エネルギーは

${\displaystyle E_{K}={\tfrac {1}{2}}m|\mathbf {v} (t)|^{2}}$

どこ：

${\displaystyle m\;}$物体の質量

${\displaystyle |\mathbf {v} (t)|\;}$は、物体の重心の速度であり、時間とともに変化する。

仕事とエネルギーの原理によれば、ある時間内に物体に対して行われた仕事は、その時間における物体の全エネルギーの差に等しい。したがって、仕事が行われる速度は、運動エネルギーの変化率に等しい（位置エネルギーの変化がない場合）。

時刻tから時刻t + Δ tまでの経路Cに沿った仕事は、線積分として定義される。${\displaystyle \int _{C}\mathbf {F} \cdot d\mathbf {x} =\int _{t}^{t+\Delta t}\mathbf {F} \cdot \mathbf {v} (t)dt}$したがって、微積分学の基本定理は、べき乗は次のように与えられる。${\displaystyle \mathbf {F} (t)\cdot \mathbf {v} (t)=m\mathbf {a} (t)\cdot \mathbf {v} (t)=\mathbf {\tau } (t)\cdot \mathbf {\omega } (t)}$。

どこ：

${\displaystyle \mathbf {a} (t)={\frac {d}{dt}}\mathbf {v} (t)\;}$とは、物体の重心の加速度であり、時間とともに変化する。

${\displaystyle \mathbf {F} (t)\;}$物体の重心に作用する直線的な力 （または推力）であり、時間とともに変化する。 

${\displaystyle \mathbf {v} (t)\;}$は、物体の重心の速度であり、時間とともに変化する。

${\displaystyle \mathbf {\tau } (t)\;}$トルクとは、物体の重心に加わるトルクであり、時間とともに変化する。

${\displaystyle \mathbf {\omega } (t)\;}$は、物体の重心の角速度であり、時間とともに変化する。

推進力においては、動力源が動いている場合にのみ動力が供給され、物体を動かすために伝達されます。ここでは通常、機械式伝達装置によって動力源が最大出力で動作できると想定されています。この想定により、エンジンのチューニングにおいて、出力帯域幅とエンジン質量を伝達装置の複雑さと質量とトレードオフすることが可能になります。電気モーターはこのトレードオフの影響を受けず、代わりに高トルクを低速での牽引力とトレードオフします。したがって、出力の優位性、すなわち出力重量比は次のようになります。

${\displaystyle {\mbox{P-to-W}}=|\mathbf {a} (t)||\mathbf {v} (t)|\;}$

どこ：

${\displaystyle |\mathbf {v} (t)|\;}$これは物体の重心の線速度です。

軸出力エンジンの有効出力は、トルクと回転速度を測定する動力計を用いて計算できます。トルクと回転速度の積が最大となるときに、最大出力が得られます。ジェットエンジンの場合、有効出力は、航空機の飛行速度に、その速度で飛行させるのに必要な推力（正味推力）を乗じた値に等しくなります。これは、推進効率を計算する際に使用されます。

熱エネルギーは、分子運動エネルギーと潜熱 から構成されます。熱機関は、高温源と低温シンク間の温度勾配という形で存在する熱エネルギーを、他の望ましい機械的仕事に変換することができます。ヒートポンプは、温度勾配中の熱エネルギーを再生するために機械的仕事を要します。ジェットエンジンやロケットエンジンの推進力が機体に伝達される過程を解釈する際には、標準的な定義を用いるべきです。

電動機は、通常、磁場と電流が流れる導体との相互作用を通して、電気エネルギーを利用して機械的な仕事を行う。磁場中の電気導体に機械的な仕事が作用することで、電気エネルギーが発生する。

流体（液体および気体）は、圧力やその他の流体特性を利用してエネルギーを伝達および／または貯蔵するために使用できます。油圧エンジン（液体）および空気圧エンジン（ガス）は、流体の圧力を他の望ましい機械的または電気的な仕事に変換します。流体ポンプは、機械的または電気的な仕事を、流体の移動または圧力変化、あるいは圧力容器への貯蔵に変換します。

熱電効果、熱電子放出効果、焦電効果、圧電効果など、さまざまな現象を利用して熱電効果を生み出すことができる。材料の電気抵抗や強磁性を利用することで、電流を熱音響エネルギーに変換することができる。

すべての電気化学セルは、化学反応が「充電」状態から「放電」状態に変化するにつれて、電圧が変化します。バッテリーメーカーは通常、公称出力電圧とカットオフ電圧を規定しています。バッテリーが「放電」状態になると、出力電圧はカットオフ電圧まで低下します。公称出力電圧は、バッテリーが「充電」状態にあるときに発生する開放電圧よりも常に低くなります。バッテリーの温度は出力に影響を与え、温度が低いほど出力は低下します。1回の充電サイクルで供給される総エネルギーは、バッテリーの温度と供給される電力の両方によって影響を受けます。温度が低下したり、電力需要が増加したりすると、「放電」時点での供給総エネルギーも減少します。

バッテリーの放電プロファイルは、バッテリー容量の係数で表されることが多い。たとえば、定格放電電流（アンペアで算出）がC/10のアンペア時（Ah）で表される公称容量のバッテリーは、より高い放電電流 、つまりより高い出力重量比を安全に提供できる が、エネルギー容量は低くなる。したがって、バッテリーの出力重量比は、対応するエネルギー重量比とセル温度を参照しないとあまり意味がない。この関係は、プーケルトの法則として知られている。^{[ 54 ]}

コンデンサは、半絶縁性（誘電体）媒体中で電界によって隔てられた2つの電極に電荷を蓄積します。静電コンデンサは、電荷が蓄積される平面電極を備えています。電解コンデンサは、一方の電極として液体電解質を使用し、誘電体と電解質の境界における電気二重層効果を利用して、単位体積あたりの電荷蓄積量を増加させます。電気二重層コンデンサは、活性炭などのナノ多孔質材料で両方の電極を拡張し、電荷が蓄積される表面積を大幅に増加させ、誘電体媒体をナノ細孔と非常に薄い高誘電率のセパレータにまで縮小します。

コンデンサは電池ほど温度変化に敏感ではないものの、容量に大きな制約があり、化学結合の強さがないため自己放電を起こしやすい。コンデンサの電力対重量比は、電荷キャリアが電池よりも小さい（イオンではなく電子）ため、通常は電池よりも高い。しかし、エネルギー対重量比は通常、電池よりも低い。

燃料電池やフローセルは、電池と似た化学反応を利用しているものの、エネルギー貯蔵媒体や燃料は含まない。燃料電池やフローセルは、燃料と酸化剤を連続的に供給することで、エネルギー貯蔵媒体を電気エネルギーと廃棄物に変換し続ける。燃料電池は固定された電解質を含むのに対し、フローセルは電解質の連続的な供給を必要とする。フローセルでは通常、燃料が電解質に溶解している。

機関車は、列車を発進させるのに十分な接地力を得るために、一般的に重量が重くなければならない。鋼鉄製の車輪とレールの間の摩擦係数は0.25を超えることはほとんどないため、機関車の出力重量比を向上させることは、多くの場合逆効果となる。しかし、可変周波数駆動方式と直流駆動方式など、動力伝達システムの選択によって推進力をより適切に管理することで、より高い出力重量比を実現できる可能性がある。

ほとんどの車両は、乗客の快適性と積載物の要件を満たすように設計されています。車両設計では、快適性、荷室スペース、燃費、排出ガス制御、エネルギーセキュリティ、および耐久性を向上させるために、出力重量比をトレードオフします。車両設計で空気抵抗と転がり抵抗を低減すると、（積載物なしの）出力重量比を増加させることなく荷室スペースを増やすことができます。これにより、車両の役割の柔軟性が高まります。エネルギーセキュリティの考慮事項では、燃料の柔軟性または駆動系のハイブリッド化のために、出力（通常は減少）と重量（通常は増加）をトレードオフし、したがって出力重量比をトレードオフすることがあります。ホットハッチやスポーツユーティリティビークルなどの一部のユーティリティおよび実用車両のバリエーションでは、スポーツカーのようなパフォーマンスの知覚を提供するため、またはその他の心理的利点のために、出力（通常は増加）と重量を再構成します。

パワーウェイトレシオは、スポーツカーの加速性能に影響を与える重要な車両特性である。

プロペラ機は、持続的な飛行と速度を実現するために十分な推力を生み出すため、高い出力重量比に依存している。