In de natuurkunde is arbeid de energie die door een krachtbron geleverd wordt bij verplaatsing van een voorwerp. Is de verplaatsing langs een rechte weg $\backslash vec\{s\}$ en de uitgeoefende kracht constant gelijk aan $\backslash vec\{F\}$, dan is de arbeid W het inproduct van de kracht en de afgelegde weg:

$W\; =\; \backslash vec\{F\}\; \backslash cdot\; \backslash vec\{s\}$

waarin de punt ($\backslash cdot$) staat voor het in(wendig) product. Alleen de component van de kracht in de richting van de verplaatsing levert arbeid, de component loodrecht daarop niet.

Als de kracht $\backslash vec\{F\}$ niet constant is, geldt de formule voor een (infinitesimaal) klein stukje $d\backslash vec\{s\}$ van de weg. De bijdrage dW aan de totale arbeid is:

$dW\; =\; \backslash vec\{F\}\backslash cdot\; d\backslash vec\{s\}$.

Integratie van deze bijdrage over de gehele weg C geeft de totale arbeid:

$W\; =\; \backslash int\_C\; \backslash vec\{F\}\backslash cdot\; d\backslash vec\{s\}$.

Deze formule blijft is ook geldig als de verplaatsing langs een kromme gebeurt.

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 $\backslash vec\{U\}$ constant, dan geldt:

$W\; =\; \backslash vec\{U\}\backslash cdot\; \backslash vec\{\backslash theta\}$.

Algemeen geldt:

$W\; =\; \backslash int\; \backslash vec\{U\}\backslash cdot\; d\backslash vec\{\backslash theta\}$

Hierin is:

• $\backslash vec\{U\}$ het koppel uitgedrukt in Nm
• $\backslash vec\{\backslash theta\}$ de hoek uitgedrukt in rad

De eenheid van arbeid is de joule (J) ofwel de newton-meter (Nm).

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.

Arbeid en elektromagnetisme

---

Ook bij elektromagnetische verschijnselen wordt soms arbeid verricht.

Elektrische monopool

Zo zal door een elektrisch veld $\backslash vec\{E\}$ 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 $\backslash vec\{F\}$ uitgeoefend op de monopool gegeven door:

$\backslash vec\{F\}=\; Q\backslash vec\{E\}$.

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:

$W\; =\; |\backslash vec\{F\}|s=\; Q|\backslash vec\{E\}|s$

Nu is $U\; =\; -|\backslash vec\{E\}|s$ juist het potentiaalverschil tussen eind-en beginpunt van de afgelegde weg, zodat voor de arbeid geldt:

$W\; =\; -QU\backslash ,$

Mechanica | Thermodynamica

شغل | Работа | Práce | Arbeit (Physik) | Mechanical work | Trabajo (física) | Mehaaniline töö | Travail d'une force | עבודה (פיזיקה) | Mechanikai munka | Usaha mekanik | Lavoro (fisica) | 仕事 | Praca (fizyka) | Механическая работа | Delo | Mekaniskt arbete | 功