Energi dan Usaha - Ilmu Fisika

Energi dan Usaha

A. ENEGI

Energi berasal dari bahasa Yunani "energia" yang berarti kegiatan atau aktivitas. Kata itu terdiri dari kata en (dalam) den ergon (kerja). Jadi, Energi adalah kemampuan untuk melakukan usaha/kerja. Dalam satuan SI energi dinyatakan dalam satuan Joule (J). Satuan lainnya adalah kalori (kal). James Prescott Joule menunjukan hubungan antara kalori dan joule, jaitu : 

1 kalori = 4,18 joule atau 1 joule = 0,24 kalori.

1. Bentuk-Bentuk Energi.

Bentuk-bentuk energi sangat beragam, di antaranya :

a. Energi Kimia.

Energi Kimia adalah energi yang tersimpan dalam senyawa-senywa kimia.

contoh : batu baterai, Accu (air aki), bahan bakar minyak,dll.

b. Energi Kinetik.

Energi kinetik adalah energi yang dimiliki oleh benda yang bergerak.

contoh: mobil yang bergerak, angin yang berhembus, baling-baling kipas angin yang bergerak,dll.

c. Energi Listrik.

Energi listrik timbul dari perpindahan muatan-muatan listrik.

d. Energi Kalor.

Enrgi kalor merupakan energi yang dapat mempengaruhi suhu, volume atau wujud benda. Salah satu perubahan energi yang sering kita jumpai adalah perubhan energi listrik ke energi kalor. Misalnya; setrika listrik, solder listrik, pengering rambut (hair dryer), dll.

e. Energi Cahaya.

Tanpa cahaya kita tidak bisa melihat apa pun. Kita bisa melihat karna ada sumber cahaya atau benda yang memantulkan cahaya ke mata kita. Selain itu cahaya juga dibutuhkan oleh tumbuhan. Sumber energi cahaya antara lain: matahari dan cahaya lampu.

f. Energi Otot.

Energi otot adalah energi yang dihasilkan oleh otot tubuh. Energi dalam tubuh dibentuk dari makanan, air dan oksigen. manusia dan hewan bisa menggerakan organ tubuhnya untuk melakukan aktivitas karna memilki energi otot.

g. Energi Bunyi.

Energi bunyi adalah energi yang dihasilkan oleh getaran benda.

contoh : bunyi bell listrik, bunyi orang berbicara, dan bunyi alat-alat musik.

h. Energi Nuklir.

Energi Nuklir terjadi karena adanya reaksi fisi atau reaksi fusi dalam atom dalam unsur radio aktif seperti uranium. Energi nuklir bisa dimanfaatkan untuk sumber energi pada Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir.

i. Energi Biogas.

Eergi biogas adalah energi yang memanfaatkan gas metana dari kotoran tenak seperti; kotoran sapi, kerbau dan kambing. Gas metan dapat dimanfaatkan untuk bahan bakar gas, misalnya untuk penerangan di daerah yang belum terjangkau PLN dan untuk bahan bakar memasak pengganti gas LPG.

j. Enegi Potensial.

Energi potensial adalah energi yang dimiliki karena letak atau kedudukannya. Semua benda yang berada dia atas permukaan bumi memiliki energi potensial karena adanya gravitasi bumi.

2. Perubahan Bentuk Energi.

Dalam ilmu fisika, hukum kekekalan energi menyatakan bahwa jumlah energi dari sebuah sistem tertutup itu tidak berubah ia akan tetap sama. Energi tersebut tidak dapat diciptakan maupun dimusnahkan; namun ia dapat berubah dari satu bentuk energi ke bentuk energi lain. Contohnya, energi kimia dapat diubah menjadi energi kinetik dalam ledakan dinamit. 

Bunyi hukum kekekalan energi :

Hukum kekekalan energi menyatakan bahwa energi tidak dapat diciptakan dan dimusnahkantetapi hanya dapat berubah dari satu bentuk ke bentuk energi lain.

Rumus Hukum Kekekalan Energi

Hukum kekekalan energi mekanik menyatakan bahwa besar energi mekanik pada benda yang bergerak selalu tetap. Secara matematis dirumuskan sebagai berikut.

Em1 = Em2 -> Ek1 + Ep1 = Ek2 + Ep2

Keterangan:

Em1, Em2 : energi mekanik awal dan energi mekanik akhir (J).

Ek1, Ek2 : energi kinetik awal dan energi kinetik akhir (J).

Ep1, Ep2 : energi potensial awal dan energi potensial akhir (J)

3. Energi Kinetik dan Energi Potensial.

Dalam mekanika bentuk energi dibedakan menjadi dua, yaitu energi kinetik dan energi potensial.

1. Energi Kinetik.

Energi kinetik adalah energi yang dimiliki benda yang bergerak. Energi (E) yang dimiliki benda sama dengan usaha yang dilakukanoleh gaya yang bekerja pada benda itu untuk mengubah benda dalam keadan diam menjadi keadaan bergerak. 

Rumus Fisika Energi Kinetik :

Keterangan:
Ek = Energi Kinetik Benda (J)
m = Massa Benda (Kg)
v = Kecepatan Benda (m/s)

2. Energi Potensial.
Energi Potensial adalah energi yang dimiliki oleh suatu benda karena letak atau kedudukannya. Energi potensial dapat berubah mejadi energi kinetik. Usaha yang diperlukan untuk membawa benda ke ketingian h adalah sebanding dengan berat benda dan ketinggiannya. Sebuah benda bermassa m dan berada disuatu tempat dengan percepatan gravitasi g, memilii berat (W) sebesar :

W = m.g.h

Usaha tersebut nilainya sama dengan energi potensial, sehinga besarnya energi potensial gravitasi diyatakan dengan rumus :

Ep = m.g.h

Keterangan:
Ep = Energi Potensial (J)
m = Massa Benda (Kg)
g = Percepatan Gravitasi (m/s2)
h = Ketinggian (m)

B. Usaha

Usaha berkaitan erat dengan energi. Kata usaha sering diucapkan ketika kita bermaksud untuk membuat sesuatu perubahan. Secara fisika apakah usaha itu? coba kalian bayangkan kuda sedang menarik kereta. Bila kuda yang enarik kereta mengakibatkan kereta berpindah tempat maka dikatakan kuda melakukan usaha. Mengapa kuda mampu menarik kereta? tentu karena kuda memiliki energi. Usaha adalah gaya yang menyebabkan perpindahan benda.
Kesimpulan :

• Benda melakukan usaha atau kerja pada benda lain bila gaya yang dikerjakannya mengakibatkan terjadinya pepindahan pada benda yang dikenai gaya tersebut.
• Usaha diatakan nol bila gaa yang bekerja pada suatu benda tidak mengakibatkan perpindahan pada benda tadi.

berdasarkan pengertian tentang usaha, bila pada benda bekerja gaya (F) sehingga benda itu berpindah sejauh (s), maka besarnya usaha merupakan hasil kali antara gaya dan perpindahan.

W = F x s.

Keterangan:

W = Usaha (J)

F = Gaya (N)

s = Perpindahan (m)

Share on Facebook

Share on Twitter

Share on Google+

Share on LinkedIn