Arbeit und Energie
Die Begriffe Arbeit und Energie werden in der Physik oft in gleicher Bedeutung verwendet. Physikalisch wird Arbeit in Form von Energie gespeichert und Energie in Form von Arbeit wieder freigesetzt. Zum Beispiel wird beim Hochheben eines Körpers die dabei verrichtete Arbeit als potenzielle Energie in dem Körper gespeichert. Beim Herunterfallen setzt er diese Energie wieder frei und kann dabei Arbeit leisten. Nach diesem Prinzip funktioniert z.B. ein Wasserkraftwerk: Wasser wird in einen Speichersee gepumpt und beim Entleeren des Speichers treibt das Wasser eine Turbine an, mit der dann die Energie des Wassers wieder gewonnen wird.
Arbeit und Energie werden nach denselben Formeln berechnet und haben auch dieselbe Einheit, nämlich Joule.
Arbeit
Die Arbeit ist definiert als Kraft mal Wegdifferenz :
Der Punkt zwischen den Vektoren und bezeichnet ein Skalarprodukt, d.h zur Berechnung der Arbeit darf nur der Kraftanteil (die Kraftkomponente) in Richtung der Wegstrecke genommen werden: