في عالم العلوم الطبيعية، ترتبط مفاهيم القوة والعمل والطاقة ارتباطاً وثيقاً، وهي أساسية لفهم العديد من الظواهر الفيزيائية حولنا. القوة هي كمية متجهة تتضمن مقدار قوة الدفع أو السحب التي تؤثر على جسم ما لإحداث تغير في حركته. يمكن قياسها بوحدة نيوتن في النظام الدولي للوحدات. أما الشغل فهو عبارة عن نقل الطاقة بواسطة القوة عبر مسافة معينة. يتم حسابه كمنتج للقوة المؤثرة على الجسم والمسافة التي يقطعها هذا الجسم تحت تأثير تلك القوة. ووحدتها الرئيسية أيضاً هي الجول.
أما بالنسبة للطاقة، فهي القدرة الكامنة للدفع أو القيام بالشغل. هناك عدة أنواع منها مثل الطاقة الحرارية، وطاقة الوضع (التي تعتمد عادةً على الارتفاع أو المكان)؛ و الطاقة الحركية المرتبطة بحركة الأجسام بسرعات مختلفة. هذه الأنواع المختلفة من الطاقة غالبًا ما تُحول من شكل إلى آخر وفقا لقانون حفظ الطاقة الذي ينص على أنه طالما لم يحدث فقدان للطاقة خلال العمليات الفعلية، فإن إجمالي الكمية تبقى ثابتة بغض النظر عن التحولات بين أشكالها المختلفة.
إن فهم دقيق لهذه المفاهيم ليس فقط ضروريًا للمتخصصين في مجال الفيزياء ولكن أيضًا لأصحاب المهندسين والمعلمين وعامة الناس الذين يحتاجون لتفسير بعض الأمور العلمية الموجودة ضمن حياتهم اليومية. فمثلاً، تعرف كل يوم كيف يستطيع الدراجة الهوائية توليد سرعة معينة بناءً على مقدار العمل المبذول أثناء ركوبها وكيف تعمل المحركات والدراجات البخارية باستخدام طاقتي الوضع والحركة بشكل فعال للحصول على نتائج عملية قابلة للتطبيق بكل سهولة وبساطة. لذلك، تعد دراسة العلاقات المتبادلة بين القوة والشغل والطاقة أمراً أساسياً لمن يريد فهم العالم المحيط بنا بمزيد من التفصيل والتعمق فيه بصورة علمية دقيقة ومفصلة.
