La force est une grandeur vectorielle, ce qui signifie qu'elle possède à la fois une magnitude et une direction. Les forces peuvent être classifiées en deux grandes catégories : les forces de contact (comme la friction, la tension, etc.) et les forces à distance (comme la gravitation, le magnétisme). La deuxième loi de Newton établit que l'accélération d'un objet est directement proportionnelle à la force nette agissant sur lui et inversement proportionnelle à sa masse (F = ma).

Le travail dépend à la fois de la force appliquée et de la distance sur laquelle cette force agit. Pour qu'un travail soit effectué, la force doit avoir une composante dans la direction du déplacement. Matériellement, le travail est calculé en effectuant le produit scalaire de la force et du déplacement (W = F * d * cos(θ)), où θ est l'angle entre la direction de la force et la direction du déplacement. Si la force est perpendiculaire à la direction du déplacement, aucun travail n'est réalisé.

L'énergie est une quantité conservative qui peut être transférée d'un système à un autre mais ne peut être ni créée ni détruite, en accord avec le principe de conservation de l'énergie. Les types d'énergie communs comprennent l'énergie cinétique (énergie de mouvement) et l'énergie potentielle (énergie stockée). L'énergie mécanique totale d'un système est la somme de son énergie cinétique et de son énergie potentielle. Cette énergie peut se transformer d'une forme à une autre, comme dans une chute libre où l'énergie potentielle se convertit en énergie cinétique.

La force, le travail et l'énergie sont intimement liés : une force peut faire du travail sur un objet, changeant ainsi son énergie. Par exemple, lorsque vous appliquez une force pour pousser un chariot, vous réalisez un travail sur le chariot, transférant de l'énergie à celui-ci sous forme de mouvement ou d'énergie cinétique. Le travail effectué sur un objet est égal au changement d'énergie cinétique de l'objet, ce qui est formulé par le théorème travail-énergie (W = ΔK). De plus, les forces conservatrices, comme la force gravitationnelle, permettent que l'énergie potentielle stockée soit convertie efficacement en énergie cinétique et vice versa sans perte d'énergie totale dans le système fermé.