Arbeid (natuurkunde)
In de natuurkunde is arbeid zoals de naam aangeeft de kwantificering van het werk dat gedaan wordt, of de inspanning die door een krachtbron geleverd wordt bij verplaatsing van een voorwerp. Is de krachtbron een constante kracht F en wordt het voorwerp verplaatst over een afstand s in de richting van de kracht, dan is de arbeid W het product van de kracht en de afgelegde weg: W = F s.
Inhoud |
[bewerk] Verdieping
Werkt de kracht niet in de richting van de verplaatsing, dan geldt de formule voor de component van de kracht in de richting van de verplaatsing. Als de kracht 
niet constant is en de weg een kromme, geldt de formule voor een (infinitesimaal) klein stukje 
van de weg. De bijdrage dW aan de totale arbeid is het inproduct van kracht en weg:
.
Dit leidt ertoe dat arbeid (in het Engels work, vandaar het symbool W) gedefiniëerd is als de integraal van deze bijdrage over de gehele weg C:
.
Arbeid is een scalaire grootheid, kan positief of negatief zijn, en wordt uitgedrukt in joule. Arbeid gaat altijd samen met een verandering van energie en heeft ook dezelfde eenheid, maar er zijn ook energieomzettingen waar geen arbeid bij verricht wordt. In woorden kun je het zo zeggen: altijd als er iets tegen een bepaalde kracht in wordt bewogen dan wordt er arbeid verricht, als iets met een kracht mee beweegt dan is de arbeid negatief. Een voorbeeld is het indrukken van een balpen-veer: bij het indrukken van de veer wordt arbeid verricht (de spierkracht maal de afstand) en bij het loslaten komt die opgeslagen energie weer vrij. Als er geen beweging is, of als de beweging dwars op de kracht gericht is dan is de arbeid nul.
Gebeurt de verplaatsing over een cirkel, en wordt er geen kracht uitgeoefend maar een koppel, dan gelden analoge betrekkingen voor de hoekverplaatsing en het uitgeoefende koppel. Is het koppel 
constant, dan geldt:
.
Algemeen geldt:
Hierin is:
de
De eenheid van arbeid is de joule (J) ofwel de newton-meter (Nm).
[bewerk] Arbeid en warmte
Een van de eerste ontwikkelingen in de vroege thermodynamica was dat men zich realiseerde dat er een equivalentie bestaat tussen arbeid en warmte. Zij zijn beide vormen van energie.
[bewerk] Arbeid en elektromagnetisme
Ook bij elektromagnetische verschijnselen wordt soms arbeid verricht.
[bewerk] Elektrische monopool
Zo zal door een elektrisch veld 
op een elektrische monopool, een elektrisch geladen deeltje met lading Q, die onder invloed van dat veld verplaatst wordt, arbeid uitgeoefend worden. Door het veld wordt een kracht uitgeoefend op de monopool gegeven door:
.
De monopool zal zich onder invloed van deze kracht in de richting van die kracht verplaatsen. Is het veld constant, dan is de verrichte arbeid W bij verplaatsing over een afstand s:
Nu is 
juist het potentiaalverschil tussen eind-en beginpunt van de afgelegde weg, zodat voor de arbeid geldt:
