In der Physik hat Arbeit eine präzise Bedeutung. Sie ist die Übertragung von Energie, wenn eine Kraft einen Körper bewegt. Schiebt man einen Karton über den Boden, verrichtet man Arbeit an dem Karton. Hält man einen schweren Karton, ohne ihn zu bewegen, verrichtet man keine Arbeit an ihm, egal wie müde man ist. Arbeit berechnet sich als Kraft mal Weg mal Kosinus des Winkels zwischen ihnen: W = Fd cosθ. Die Einheit der Arbeit ist Joule. Ein Joule ist die Arbeit, die von einer Kraft von einem Newton verrichtet wird, wenn ein Körper einen Meter in Richtung der Kraft bewegt wird.

Arbeit steht in engem Zusammenhang mit Energie. Wird an einem Objekt Arbeit verrichtet, ändert sich seine Energie. Der Arbeit-Energie-Satz besagt, dass die an einem Objekt verrichtete Arbeit gleich der Änderung seiner kinetischen Energie ist. Schiebt man einen ruhenden Kasten an und setzt ihn in Bewegung, hat man Arbeit verrichtet und seine kinetische Energie erhöht. Wirkt Reibung der Bewegung entgegen, verrichtet sie negative Arbeit und verringert die kinetische Energie. Arbeit kann auch die potenzielle Energie verändern. Hebt man einen Kasten an, wird Arbeit gegen die Schwerkraft verrichtet, wodurch sich die potenzielle Energie des Kastens erhöht. Arbeit ist nicht immer positiv. Sie kann auch negativ sein, beispielsweise wenn Reibung ein Objekt abbremst. Arbeit ist eines der grundlegendsten Konzepte der Mechanik und verbindet Kraft, Bewegung und Energie.

Arbeitsfakten

• Definition. Energieübertragung durch Kraft über eine Distanz.
• Formula. W = Fd cosθ.
• Unit. Joule (J).
• Arbeits-Energie-Theorem. Die Nettoarbeit entspricht der Änderung der kinetischen Energie.
• Negative Arbeit. Kraft wirkt der Bewegung entgegen.

Arbeit ist nicht dasselbe wie Leistung. Arbeit ist die übertragene Energie. Leistung ist die Rate, mit der Arbeit verrichtet wird.