Matematiskt definieras utfört arbete (W) som produkten av kraften (F) som appliceras på ett föremål och förskjutningen (d) av föremålet i kraftens riktning:
$$W =F \ gånger d$$
Här mäts kraft i newton (N), förskjutning mäts i meter (m), och arbete mäts i joule (J).
När en kraft appliceras på ett föremål, och föremålet rör sig i kraftens riktning, utförs positivt arbete. Omvänt, när föremålet rör sig mot kraftens riktning, utförs negativt arbete.
Energi, å andra sidan, kan existera i olika former, såsom kinetisk energi, potentiell energi, värmeenergi och elektrisk energi, bland annat. Kinetisk energi är den energi som ett objekt besitter på grund av dess rörelse, medan potentiell energi är den energi som lagras i ett objekt på grund av dess position eller tillstånd.
Sambandet mellan energi och arbete blir uppenbart när man betraktar arbets-energisatsen. Denna sats säger att det nettoarbete som utförs på ett objekt är lika med förändringen i dess kinetiska energi:
$$\text{Network} =\Delta \text{Kinetisk Energi}$$
$$W =\frac{1}{2}mv^2_f - \frac{1}{2}mv^2_i$$
där:
* W är det nettoarbete som gjorts på objektet (i joule)
* m är föremålets massa (i kilogram)
* v_i är objektets initiala hastighet (i meter per sekund)
* v_f är objektets sluthastighet (i meter per sekund)
Denna ekvation menar att om positivt arbete görs på ett föremål, ökar dess kinetiska energi. Omvänt, om negativt arbete utförs, minskar dess kinetiska energi.
I enklare termer kan arbete ses som ett sätt att överföra energi från ett objekt till ett annat eller från en form av energi till en annan. Till exempel, när du skjuter en bok över ett bord, arbetar du med boken och överför energi från din kropp till boken. Boken får rörelseenergi när den rör sig.
Att förstå förhållandet mellan energi och arbete är avgörande inom olika områden, inklusive fysik, teknik och vardagsliv, eftersom det tillåter oss att analysera och manipulera energi effektivt och effektivt.
