Arbeit

Man spricht von Arbeit, wenn Energie durch Kraftanwendung von einer Entität auf eine andere übertragen wird. Wenn z. B. eine Kraft F auf einen Kasten ausgeübt wird und er sich durch eine Verschiebung ds bewegt, wird gegen die Reibungskraft gearbeitet.

Das Inkrement der während des Prozesses geleisteten Arbeit ist gleich dem Punktprodukt der Kraft- und Verschiebungsvektoren.

Nur die Kraftkomponente, die parallel zur Verschiebung des Objekts ausgeübt wird, trägt zur geleisteten Arbeit bei.

Wenn ein Objekt von Position A nach B bewegt wird, ist die gesamte von der Kraft geleistete Arbeit das Integral der Kraft in Bezug auf die Verschiebung entlang des Weges der Verschiebung.

Bei einer Kraft, die sowohl in der Größe als auch in der Richtung konstant ist, hängt das Integral nur von den Endpunkten ab, und daher ist die geleistete Arbeit unabhängig vom eingeschlagenen Weg.

Wenn eine variable Kraft auf ein Objekt wirkt, wie z. B. die Ausdehnung oder Kompression einer Feder, wird die Federkraft als Funktion des Abstands ausgedrückt. Die Arbeit, die die Federkraft entlang der Verschiebung von der Ausgangsposition zur Endposition leistet, wird durch diese Gleichung gegeben, wobei k die Federkonstante ist.