Standar Kompetensi : Memahami peranan usaha, gaya,dan energi dalam kehidupan sehari-hari
Kompetensi Dasar :Menjelaskan hubungan bentuk energi dan perubahannya, prinsip usaha dan energi serta penerapannya dalam kehidupan sehari-hari
ENERGI
Sebuah
mobil tidak dapat bergerak tanpa energi dari pembakaran bensin. Badanmu juga
tidak bisa bergerak kecuali kamu memiliki energi dari makanan. Dari contoh
ini,kita mengetahui bahwa energi dibutuhkan untuk menghasilkan gerak.
Energi didefinisikan sebagai
kemampuan untuk melakukan kerja.
Setiap
benda atau sistem yang dapat melakukan kerja dikatakan memiliki energi. Satuan
energi dalam SI adalah joule (J). Mengangkat
segelas air dari atas meja makan ke mulutmu membutuhkan energi kira-kira 1
joule.
Ketika sebuah sistem melakukan kerja, energinya bertambah, sementara itu sistem yang telah melakukan kerja energinya berkurang. Ini berarti selalu ada perpindahan energi ketika kerja dilakukan. Kamu bisa menyaksikan kejadian ini ketika kamu berjalan menaiki tangga.Ketika kamu sampai di atas, kamu merasa kecapaian.
Energi Kinetik (Ek)
Anak panah yang melesat dan bis yang bergerak
memiliki bentuk energi yang sama, yaitu energi gerak yang disebut energi
kinetik.
Energi Kinetik adalah energi
yang dimiliki sebuah benda yang sesuai
dengan gerakannya.
Setiap benda yang bergerak mempunyai energi
kinetik. Energi kinetik Ek sebuah benda yang bermassa m bergerak
dengan kelajuan v didefinisikan sebagai
Contoh :
Sebuah truk dengan massa 1500 kg berjalan dengan
kelajuan 20 ms-1.
Berapakah energi kinetik truk tersebut ?
Solusi :
Energi Potensial (Ep)
Energi Potensial adalah
energi yang tersimpan di dalam sebuah benda sesuai dengan posisi,keadaan atau
bentuk benda.
Senyawa
yang dapat dibakar juga memiliki energi potensial. Ini dikenal dengan energi
potensial kimiawi. Senyawa yang memiliki energi potensial kimiawi meliputi
makanan yang kita makan, minyak, kayu dan tanaman. Ketika senyawa ini dibakar,
energi potensial kimiawinya lepas.
Energi Potensial Gravitasi adalah energi yang dimiliki karena posisi benda relatif terhadap tanah.
Ketika
sebuah benda dengan massa m dekat permukaan bumi berada pada ketinggian h,
perubahan energi potensialnya adalah
Perubahan Energi Potensial = mgh
dimana g adalah kuat medan gravitasi
Contoh :
Seorang anak mengangkat tas sekolahnya yang
bermassa 3 kg dari lantai ke punggungnya setinggi 0,5 m. Berapa energi
potensial gravitasi yang diperoleh tas itu ?
Solusi :
Ep = mgh
= 3 kg x 10 nkg-1 x 0,5
m =
15 J
Contoh lain :
Berapa energi potensial gravitasi yang dibutuhkan
20 kg kotak yang pindah dari ketinggian 0,3 m ke 1,8 m ?
Solusi :
Perubahan ketinggian = 1,8 m – 0,3 m
=
1,5 m
Ep yang diperoleh =
mgh
= 20 kg x 10 Nkg-1 x 1.5 m
=
300 J
Energi Termal (Energi dalam)
Energi termal sebuah benda mewakili energi kinetik
total atom atau molekul pada benda.
Semua
benda terbuat dari atom atau molekul . Ketika suhu benda di atas 0 K, atom atau
molekul ini bergerak konstan, sehingga mempunyai energi kinetik. Energi kinetik
molekuler ini dikenal sebagai energi termal benda. Energi termal sesuai dengan
suhu absolut benda. Jangan salah ya... energi termal bukan panas . Panas adalah perpindahan energi termal dari
sebuah benda ke benda lain. Bila kamu memanaskan secangkir air, energi
berpindah dari api ke panci ke molekul-molekul dalam air. Karena perpindahan
energi ini menambah energi kinetik molekul air, ini juga menambah energi termal
air. Jadi kita tidak bisa mengatakan bahwa secangkir air panas terdiri dari
panas- kita katakan ini berisi energi termal.
Beberapa nilai energi :
|
Sumber |
Energi |
|
Energi potensial sebuah buku diatas meja |
10 J |
|
Energi kinetik bola yang dilempar |
50 J |
|
Energi potensial seseorang yang berdiri di atas
lantai gedung |
2000 J ( 2 KJ) |
|
Energi kinetik mobil yang bergerak 80 km/jam |
250 000 J (250 KJ) |
|
Energi kimia yang tersimpan dalam makanan yang
kamu makan 1 hari |
10 000 000 J
(10 MJ) |
|
Energi kimia yang tersimpan dalam 1 liter bahan
bakar minyak |
35 000 000 J (35 MJ) |
Energi
dapat berubah dari satu bentuk ke bentuk lainnya. Energi potensial gravitasi
dari sebuah palu berubah menjadi energi kinetik selama palu di jatuhkan. Energi
kinetik ini digunakan untuk memasukkan paku.
Seorang anak menggunakan energi kimia untuk
mengangkat pegas pada mainan mekanik.Energi ini berubah menjadi energi kinetik
begitu pegas ditutup.
Hukum
kekekalan energi menyatakan bahwa energi tidak dapat dibuat atau dimusnahkan,
tapi hanya bisa berubah dari satu bentuk ke bentuk lain.
Ini berarti jumlah energi di alam selalu sama.
Gambar berikut memperlihatkan beberapa contoh bagaimana energi berubah dari
satu bentuk ke bentuk lain.
Perubahan Energi Potensial dan Energi
Kinetik
Sebuah roal coaster merupakan ilustrasi yang baik dari hukum kekekalan energi mekanik. Jika
gerbong pengangkut bergerak ke bawah, energi potensial gravitasi berubah
menjadi energi kinetik. Ketika gerbong pengangkut bergerak ke atas, energi
kinetik berubah kembali menjadi energi potensial gravitasi. Jika gesekan
diabaikan, energi mekanik total (energi potensial gravitasi + energi kinetik)
dari gerbong tadi tetap tidak berubah.
Contoh :
Sebuah paket yang massanya 4 kg meluncur ke bawah pada bidang licin seperti gambar. Berapa laju paket tersebut ketika mencapai bawah ?
Solusi :
Di atas lereng, paket tsb mempunyai energi
potensial gravitasi. Begitu paket itu meluncur ke bawah secara bertahap akan
kehilangan energi potensial. Dengan bertambahnya waktu paket sampai di
bawah,semua energi potensial berubah menjadi energi kinetik
Tambahan energi kinetik =
hilangnya energi potensial
istirahat dulu ya...
Imam Syafi'i pernah berkata : " Belajarlah karena tidak ada orang yang terlahir dalam keadaan berilmu."
