Pada halaman ini, kita akan mencar ilmu beberapa konsep dasar yang perlu dipahami dalam pecahan energi yaitu pengertian, bentuk, dan perubahan energi.
Selain ketiga konsep tersebut, pada halaman ini juga akan dibahas mengenai energi mekanik dan aturan kekekalan energi yang dilengkapi dengan contohnya.
Pada pecahan energi mekanik akan dibahas mengenai rumus energi potensial dan energi kinetik yang dimiliki oleh suatau benda.
Melalui pembahasan ini dibutuhkan Sobat Tafsi sanggup menjelaskan pengertian dari energi, bentuk-bentuk energi, dan beberapa perubahan energi.
Kalian juga dibutuhkan sanggup menjelaskan konsep aturan kekekalan energi dan menawarkan sebuah contoh yang memperlihatkan kekekalan energi tersebut.
Pengertian Energi
Berbicara mengenai energi, tiap orang mungkin mempunyai definisi yang berbeda tergantung sudut pandangnya. Secara umum, kita mengartikan energi sebagai tenaga.Dalam fisika, energi yaitu kemampuan untuk melaksanakan perjuangan atau kerja. Seperti halnya insan yang membutuhkan energi untuk beraktivitas.
Lalu, kapan benda dikatakan mempunyai energi?
Benda disebut mempunyai energi kalau benda tersebut sanggup menghasilkan gaya yang mensugesti kondisi benda lain atau gaya untuk melaksanakan kerja.
Apakah air yang mengalir mempunyai energi?
Jawabannya yaitu ya. Air mengalir mempunyai energi lantaran bisa memindahkan benda yang hanyut menyerupai batang pohon atau sampah.
Energi yaitu besaran skalar, yaitu besaran yang tidak mempunyai arah melainkan hanya mempunyai nilai saja. Satuan energi yaitu Joule (J).
Selain dalam satuan Joule, kadang energi (misalnya energi kalor) juga dinyatakan dalam satuan kalori. Jadi, Sobat Tafsi harus sanggup mengubah satuannya.
Konversi satuan energi:
1 Joule = 0,24 kalori
1 kalori = 4,2 Joule
Energi berasal dari suatu sumber energi. Berbeda sumber, berbeda pula bentuk energinya. Misalnya, energi panas dihasilkan oleh matahari, api, dan sebagainya.
Bentuk-bentuk Energi
Seperti yang telah edutafsi singgung di atas, energi hadir dalam beberapa bentuk yang berbeda-beda tergantung pada sumber energinya.Pada kesempatan ini, kita akan membahas tujuh bentuk energi yang umum dijumpai dalam kehidupan sehari-hari mulai dari energi kimia sampai energi nuklir.
Energi kinetik dan energi potensial tidak dibahas pada pecahan ini lantaran keduanya akan dibahas secara detail pada pecahan energi mekanik.
#1 Energi Kimia
Sesuai dengan namanya, energi kimia yaitu energi yang terkandung dalam masakan atau zat-zat tertentu contohnya pada materi bakar.Lebih khusus, energi kimia diartikan sebagai energi yang dihasilkan oleh senyawa-senyawa kimia termasuklah di situ makanan, materi bakar, dan baterai.
Energi kimia inilah yang dipakai insan untuk melaksanakan banyak sekali aktivitas. Melalui proses kimia, energi kimia akan diubah menjadi energi gerak.
Berbagai masakan yang setiap hari kita konsumsi mulai dari nasi, lauk, sayur, dan buah merupakan sumber energi kimia yang menawarkan kita tenaga untuk beraktivitas.
Beberapa materi bakar yang menghasilkan energi kimia antaralain bensin, solar, minyak tanah, kayu, arang, kerikil bara, dan materi bakar lainnya.
#2 Energi Pegas
Energi pegas yaitu energi yang dihasilkan oleh benda-benda yang sifatnya elastis, yaitu sanggup kembali ke bentuk semula kalau gaya luarnya dihilangkan.Beberapa contoh benda yang bersifat lentur antaralain pegas, karet, busur panah, dan sebagainya. Benda-benda inilah yang menghasilkan energi pegas.
Energi yang dihasilkan oleh busur panah yang ditarik atau energi pada pegas yang ditekan disebut juga energi potensial elatsik.
Ketika ditekan, pegas akan mempunyai energi potensial yang kemudian akan menjelma energi kinetik ketika tekanan pada pegas dihilangkan.
Energi potensial elastik yang dimiliki oleh benda-benda elastid sanggup dimanfaatkan untuk melontarkan benda atau menggerakkan benda.
Sebagai contoh, pegas pada arloji dipakai untuk menggerakan jarum jam, busur panah dipakai untuk melontarkan anak panah, dan sebagainya.
#3 Energi Panas
Energi panas yaitu energi yang dihasilkan oleh benda-benda yang sanggup menghasilkan panas menyerupai matahari, api, lilin yang menyala, dan sebagainya.Energi panas biasa juga disebut energi kalor. Energi kalor muncul lantaran adanya gerak internal partikel-partikel dalam suatu zat.
Energi kalor sanggup berpindah akhir adanya perbedaan suhu. Perpindahan kalor sanggup berlangsung secara konduksi, konveksi, dan radiasi.
Energi panas juga dihasilkan oleh permukaan dua benda yang saling bergesekan. Benda yang bergesakan terus menerus akan menghasilkan energi panas yang cukup besar.
Ketika Sobat Tafsi menggosokan tangan ke dinding dalam kurun waktu tertentu, apakah yang Kalian rasakan? Apakah tangan terasa panas?
Prinsip inilah yang dimanfaatkan oleh orang pada zaman dahulu untuk menghasilkan api, yaitu dengan menggosokan dua batu.
Manusia memakai energi panas untuk banyak sekali keperluan sehari-hari menyerupai memanaskan air, mengeringkan pakaian, memasak makanan, dan sebagainya.
#4 Energi Bunyi
Energi suara yaitu energi yang dihasilkan oleh sumber bunyi. Sumber suara yaitu benda-benda yang bergetar contohnya senar dan selaput kendang.Energi suara timbul lantaran adanya getaran-getaran partikel udara di sekitar sumber bunyi. Oleh lantaran itu, suara hanya sanggup didengar kalau ada udara.
Semua benda yang sanggup menghasilkan suara merupakan sumber energi bunyi. Tapi, benda hanya akan menghasilkan energi suara kalau benda itu bergetar.
Sebagai contoh, senar gitar yang membisu tidak menghasilkan energi suara tetapi ketika senar dipetik dan dihasilkan bunyi, senar tersebut menghasilkan energi bunyi.
Dalam kehiduapan sehari-hari, suara tidak hanya dipakai sebagai hiburan tetapi juga dipakai untuk banyak sekali keperluan yang penting.
Misalnya, gelombang suara dipakai untuk mengukur kedalaman laut, mendeteksi janin dalam rahim, mendeteksi keretakan logam, dan sebagainya.
#5 Energi Cahaya
Energi cahaya yaitu energi yang dihasilkan oleh sumber-sumber cahaya menyerupai matahari, lilin yang menyala, lampu, bintang, dan sebagainya.Energi cahaya dihasilkan oleh gelombang elektromagnetik. Benda yang menghasilkan energi cahaya biasanya juga akan menghasilkan energi panas.
Sebagai contoh, Sobat Tafsi sanggup mengamati bohlam lampu di rumah kalian. Ketika lampu dinyalakan dalam waktu yang cukup lama, bohlam akan menjadi panas.
Matahari merupakan sumber energi alami terbesar yang dimanfaatkan untuk banyak sekali keperluan oleh sebagian besar makhluk hidup yang ada di bumi.
Energi cahaya yang dihasilkan oleh matahari sanggup diubah menjadi energi listrik memakai alat pengubah energi yang disebut sel surya.
Energi cahaya merupakan salah satu bentuk energi yang sangat dibutuhkan oleh makhluk hidup. Tanpa cahaya, kehidupan makhluk hidup akan terhambat.
#6 Energi Listrik
Energi listrik yaitu energi yang dihasilkan oleh muatan listrik yang bergerak melalui suatu penghantar. Energi ini berasal dari sumber tegangan listrik.Besar energi listrik bergantung pada sumber tegangan listrik. Nilainya sebanding dengan besar tegangan dan besar lengan berkuasa arus listrik yang dihasilkan.
Sama menyerupai energi cahaya, energi listrik merupakan bentuk energi yang sangat penting bagi kehidupan insan lantaran banyak acara bergantung padanya.
Coba Sobat Tafsi bayangkan seandainya zaman kini tidak pembangkit listrik dan lampu di rumah kalian tidak sanggup menyala?
Kalian mungkin tidak akan bisa berselancar di internet lantaran handphone kalian kehabisan energi dan tidak ada sumber tegangan untuk menghasilkan energi listrik.
Tanpa energi listrik tentu kehidupan akan menjadi sulit lantaran insan memakai energi listrik untuk banyak sekali keperluan sehari-hari.
#7 Energi Nuklir
Bentuk yang terakhir yaitu energi nuklir, Energi nuklir yaitu energi yang dihasilkan oleh benda atau zat yang sanggup mengalami reaksi inti.Zat-zat yang sanggup mengalami reaksi inti biasa disebut sebagai zat radioaktif. Energi nuklir memilii kekuatan yang sangat dahsyat sehingga sanggup menjadikan kehancuran.
Benda-benda menyerupai bom atom atau bom nuklir merupakan benda yang sanggup menghasilkan energi nuklir dengan kekuatan yang sanga besar.
Energi nuklir yang diahsilkan oleh bom nuklir sanggup menghancurkan sebuah kota besar dan membunuh jutaan orang hanya dalam waktu hitungan detik.
Meski berbahaya, energi nuklir terus dikembangkan untuk memenuhi kebutuhan akan energi. Negara-negara maju umumnya memeprtimbangkan penggunaan nuklir.
Salah satu manfaat energu nuklir yaitu dipakai untuk membangkitkan energi listrik. Beberapa ilmuwan juga sedang membuatkan teknologi memakai nuklir.
Baca juga : Pengertian Benda Netral, Negatif, dan Positif.
Perubahan Energi
Dalam kehidupan sehari-hari, bentuk energi cenderung berubah-ubah. Bentuk yang satu sanggup berubah ke bentuk lainnya sesuai dengan kebutuhan.Perubahan bentuk energi dari bentuk yang satu ke bentuk lainnya disebut konversi energi. Konversi umumnya melibatkan alat yang disebut konvertor.
Berikut beberapa perubahan bentuk energi dan contohnya.
1). Energi listrik → energi cahaya, contoh: lampu
2). Energi listrik → energi kalor, contoh: setrika dan lampu
3). Energi listrik → energi mekanik, contoh kipas angin, motor listrik
4). Energi listrik → energi kimia, contoh: pengisian aki
5). Energi listrik → energi bunyi, contoh: mikrofon dan alat musik
6). Energi listrik → energi listrik, contoh: generator listrik
7). Energi kimia → energi kalor, contoh: kompor
8). Energi kimia → energi listrik, contoh: baterai dan aki
9). Energi mekanik → energi kalor, contoh: mesin
10). Energi mekanik → energi bunyi, contoh: memainkan musik
11). Energi mekanik → energi listrik, contoh: dinamo sepeda
12). Energi cahaya → energi kalor, contoh: menjemur pakaian
13). Energi cahaya → energi listrik, contoh: sel surya
14). Energi cahaya → energi kimia, contoh: kamera film.
Contoh di atas hanya beberapa contoh saja. Masih banyak contoh perubahan energi yang terjadi dalam kehidupan sehari-hari. Dapatkan Sobat Tafsi menyebutkannya?
Energi Mekanik
Energi mekanik yaitu jumlah energi yang dimiliki oleh suatu benda dalam sistem mekanis. Energi ini mencakup energi potensial dan energi kinetik.Besar energi mekanik yang dimiliki oleh suatu benda sama dengan jumlah energi potensial dan energi kinetik yang dimiliki oleh benda tersebut.
#1 Rumus Energi Potensial
Energi potensial yaitu energi yang tersimpan dalam suatu benda lantaran kedudukan atau ketinggiannya dilihat dari titik teladan tertentu.Energi potensial benda-benda yang berada di bumi biasanya dihitung menurut ketinggian benda di atas permukaan bumi.
Energi potensial yang bergantung pada ketinggian disebut juga energi potensial gravitasi. Besar energi potensial berbanding lurus dengan ketinggian.
Artinya, semakin tinggi posisi benda di atas permukaan bumi, maka akan semakin besar pula energi potensial yag dimilikinya.
Secara matematis energi potensial dihitung dengan rumus:
| Ep = m.g.h |
Keterangan :
Ep = energi potensial benda (J)
m = massa benda (kg)
g = percepatan gravitasi (m/s2)
h = ketinggian benda (m).
Berdasarkan rumus di atas, maka benda bermassa 5 kg yang berada pada ketinggian 2 meter mempunyai energi potensial sebesar 100 Joule.
Lalu, berapakah energi potensial kerikil bermassa 20 kg yang berada di atas tanah?
#2 Rumus Energi Kinetik
Energi kinetik yaitu energi yang dimiliki oleh suatu benda lantaran kecepatannya. Dengan kata lain, energi yaitu energi yang dimiliki oleh benda yang bergerak.Benda yang bergerak dengan kecepatan tertentu sanggup menghasilkan gaya yang sanggup dipakai untuk melaksanakan kerja atau usaha.
Besar energi kinetik suatu benda sebanding dengan hasil kali massa dan kuadrat kecepatannya. Sama menyerupai energi potensial, satuannya yaitu Joule.
Secara matematis, energi kinetik dihitung dengan rumus:
| Ek = ½ m.v2 |
Keterangan :
Ek = energi kinetik yang dimiliki benda (J)
m = massa benda (kg)
v = kecepatan benda (m/s).
Semakin besar massa dan kecepatan benda, maka semakin besar energi kinetiknya. Sebaliknya, makin kecil massa dan kecepatannya, makin kecillah energi kinetiknya.
Dengan memakai rumus di atas, dapatkah Sobat Tafsi memilih energi kinetik yang dimiliki oleh benda bermassa 20 kg kalau kecepatannya 2 m/s?
Hukum Kekekalan Energi
Apa yang dimaksud dengan kekekalan energi? Dapatkah Sobat Tafsi menjelaskan sebuah contoh yang memperlihatkan adanya kekekalan energi?Sesuai dengan sebutannya, kekekalan energi artinya energi itu tidak sanggup diciptakan dan dimusnahkan tetapi hanya mengalami perubahan bentuk.
Menurut aturan kekekalan energi, energi yang dimiliki oleh suatu benda selalu konstan meskipun terjadi perubahan energi dalam benda tersebut.
Dengan kata lain, jumlah energi yang dimiliki oleh suatu benda sebelum dan setelah terjadinya perubahan energi yaitu sama atau tidak berubah.
Sebagai contoh, edutafsi akan memaparkan kekekalan energi pada sebuah benda bermassa 2 kg yang bergerak jatuh bebas dari ketinggian 10 meter.
Ilustrasi mengenai gerak benda sanggup Sobat Tafsi lihat pada gambar di bawah ini. Pada gambar terperinci terlihat data mengenai energi yang dimiliki oleh benda tersebut.
Sebagai perbandingan, edutafsi menawarkan tiga titik tinjauan, yaitu titik awal benda pada ketinggian 10 meter, titik tengah pada ketingian 5 m, dan titik dasar pada h = 0.
1). Energi Pada Titik Pertama
Ketika benda bermassa 2 kg berada pada ketinggian 10 m (sesaat sebelum bergerak), maka benda mempunyai energi potensial sebesar 200 J.
Perhitungan energi potensial benda:
⇒ Ep = m.g.h
⇒ Ep = 2(10)(10)
⇒ Ep = 200 J
Sementara pada ketinggian tersebut, benda tidak mempunyai energi kinetik lantaran belum bergerak dan kecepatannya masih sama dengan nol.
Perhitungan energi kinetik benda:
⇒ Ek = ½ m.v2
⇒ Ek = ½ (2)(0)2
⇒ Ek = 0
Energi mekanik benda pada titik ini adalah:
⇒ Em = Ep + Ek
⇒ Em = 200 + 0
⇒ Em = 200 J
2). Energi Pada Titik Tengah
Setelah benda bergerak menuju titik tengah dan ketinggiannya menjelma 5 m, energi potensial benda berkurang menjadi 100 J.
Perhitungan energi potensial benda:
⇒ Ep = m.g.h
⇒ Ep = 2(10)(5)
⇒ Ep = 100 J
Sementara pada ketinggian tersebut, benda sudah bergerak dengan kecepatan tertentu sehingga benda mempunyai energi kinetik sebesar 100 J.
Kecepatan benda di titik tengah:
⇒ v2 = vo2 + 2gh
⇒ v2 = 02 + 2(10)(5)
⇒ v2 = 100
Perhitungan energi kinetik benda:
⇒ Ek = ½ m.v2
⇒ Ek = ½ (2)(100)
⇒ Ek = 100 J
Energi mekanik benda pada titik tengah adalah:
⇒ Em = Ep + Ek
⇒ Em = 100 + 100
⇒ Em = 200 J
3). Energi Pada Titik Terendah
Ketika mencapai titik terendah, ketinggian benda sama dengan nol sehingga energi potensial benda juga menjadi sama dengan nol.
Perhitungan energi potensial benda:
⇒ Ep = m.g.h
⇒ Ep = 2(10)(0)
⇒ Ep = 0
Sesaat sebelum menyentuh tanah, benda mempunyai kecepatan maksimum sehingga pada titik tersebut energi kinetiknya juga besar yaitu 200 J.
Kecepatan benda di titik terendah:
⇒ v2 = vo2 + 2gh
⇒ v2 = 02 + 2(10)(10)
⇒ v2 = 200
Perhitungan energi kinetik benda:
⇒ Ek = ½ m.v2
⇒ Ek = ½ (2)(200)
⇒ Ek = 200 J
Energi mekanik di titik terendah:
⇒ Em = Ep + Ek
⇒ Em = 0 + 200
⇒ Em = 200 J
Nah, kalau Sobat Tafsi perhatikan, ternyata energi mekanik benda ketika di titik atas, titik tengah, dan titik terendah yaitu sama, yaitu 200 J.
Meskipun selama proses gerak tersebut terjadi perubahan energi dari energi potensial menjadi energi kinetik, namun jumlah energinya selalu sama.
Itu artinya, pada proses tersebut berlaku aturan kekekalan energi. Karena energinya dalam bentuk energi mekanik, maka disebut juga kekekalan energi mekanik.
Gimana Sobat Tafsi? Sudah paham belum mengenai konsep kekekalan energi? Kalau belum jangan sungkan ya untuk menanyakannya di kolom komentar.
Baca juga : Menentukan Energi Potensial Gravitasi.
Demikian pembahasan mengenai pengertian, bentuk-bentuk, dan perubahan energi yang sanggup edutafsi bagikan. Semoga gosip ini bermanfaat.
Jika pembahasan ini bermanfaat, bantu edutafsi membagikannya kepada teman-teman kalian melalui tombol share yang tersedia. Terimakasih.
