A. ENERGI Energi berasal dari bahasa Yunani “energia” yang

A. ENERGI
Energi berasal dari bahasa Yunani “energia” yang berarti kegiatan atau
aktivitas. Energi adalah kemampuan untuk melakukan usaha / kerja. Dalam
satuan SI, energi dinyatakan dalam Joule (J). satuan energi lainnya adalah kalori
(kal). James Presecott Joule menunjukkan hubungan antara kalori dan joule,
yaitu :
1 kalori = 4,2 joule
atau
1 joule = 0,24 kalori
1. Bentuk-Bentuk Energi
a. Energi Kimia
Dalam kehidupan sehari-hari sumber energi kimia antara lain : makanan,
bahan bakar minyak, kayu bakar, dan aki. Energi Kimia adalah energi yang
tersimpan dalam senyawa-senyawa kimia.
b. Energi Kinetik
Energi kinetik adalah energi yang dimiliki oleh benda yang bergerak.
Contohnya mobil yang bergerak, baling-baling kipas angin yang bergerak.
c. Energi Listrik
Energi listrik timbul dari perpindahan muatan-muatan listrik. Listrik
merupakan salah satu bentuk energi yang paling banyak digunakan.
Misalanya, listrik untuk peralatan rumah tangga, peralatan elektronik, dan
lampu penerangan.
d. Energi Kalor
Energi listrik dapat diubah menjadi energi kalor / panas. Misalnya pada
setrika listrik, kompor listrik, solder listrik, dan alat pengering rambut.
e. Energi Cahaya
Kita dapat melihat apapun karena adanya sumber cahaya atau benda
yang memantulkan cahaya ke mata kita. Sumber energi cahaya antara lain
cahaya matahari dan cahaya lampu.
f. Energi Otot
Energi oto adalah energi yang dihasilkan oleh otot tubuh. Manusai dan
hewan dapat menggerakkan organ tubuhnya untuk melakukan aktivitas
karena memiliki energi otot.
g. Energi Bunyi
Energi bunyi yaitu energi yang dihasilkan oleh getaran benda.
Contohnya bunyi orang bicara, bunyi alat-alat listrik dan bunyi bel listrik.
h. Energi Nuklir
Energi nuklir terjadi karena adanya reaksi fisi atau fusi dalam atom dari
unsur radioaktif seperti uranium. Energi ulkir dapat dimafaatkan untuk
sumber energi pada Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir.
i. Energi Potensial
Energi potensial adalah energi yang dimiliki suatu benda karena letak
atau kedudukannya. Semua benda yang berada di atas permukaan bumi
memiliki energi potensial karena adanya gravitasi bumi. Contoh : buah
mangga di pohonnya.
2. Perubahan Bentuk Energi
Energi cahaya pada lampu berasal dari energi listrik, energi listrik
berasal dari pembangkit listrik, pembangkit listrik digerakkan oleh air yang
memiliki energi potensial. Dengan demikian manusia tidak dapat
menciptakan energi melainkan hanya mengubah energi ke bentuk lain.
Dalam kehidupan sehari-hari banyak terjadi peristiwa perubahan energi,
antara lain :
a. Energi listrik untuk menyetrika, terjadi perubahan energi listrik menjadi
energi kalor.
b. Energi listrik untuk menghidupkan radio, terjadi perubahan energi listrik
menjadi energi bunyi.
c. Energi listrik untuk menghidupkan kipas angin, terjadi perubahan energi
listrik menjadi energi kinetik.
d. Ennergi listrik untuk menghidupkan televisi, terjadi perubahan energi
listrik menjadi energi bunyi, dan cahaya.
3. Energi Kinetik dan Energi Potensial
Dalam mekanika, bentuk energi dibedakan menjadi dua yaitu energi
kinetik dan energi potensial.
a. Energi Kinetik
Energi kinetik adalah energi yang dimiliki oleh benda yang
bergerak. Energi yang dimiliki benda sama dengan usaha yang dilakukan
oelh gaya yang bekerja pada benda itu untuk mengubah benda dari
keadaan diam menjadi keadaan bergerak. Secara matematis, energi
kinetik dirumuskan :
Ek = ½ m v2
dengan Ek = energi kinetik benda (joule)
m = massa benda (kg)
v = kecepatan benda (m/s)
Kemudian usaha yang dilakukan untuk bergerak adalah :
W = ½ m v2
b. Energi Potensial
Energi potensial adalah energi yang dimiliki suatu benda karena
letak atau kedudukannya. Energi potensial dapat berubah menjadi energi
kinetik. Usaha yang diperlukan untuk membawa benda ke ketinggian h
adalah :
W = mgh
Besarnya energi potensial gravitasi dinyatakan dengan rumus :
Ep = mgh
dengan, Ep = energi potensial (joule)
m = massa benda (kg)
g = percepatan gravitasi (m/s2)
h = ketinggian (m)
Secara umum, besar energi kinetik benda yang jatuh dari ketinggian h
pada saat menyentuh tanah adalah ½ m v2. Pada saat itu, semua enegi
potensial berubah menjadi energi kinetik, sehingga
½ m v2= mgh
Besarnya energi potensial tergantung pada massa, ketinggian,
gravitasi benda itu berada. Ketika benda berada di ketinggian maksimum
h, benda iru memiliki energi potensial maksimum, dan saat benda tepat
menyentuh tanah seluruh energi potensial benda berubah menjadi energi
kinetik benda sehingga energi kinetiknya juga maksimum.
4. Hukum Kekekalan Energi
Hukum kekekalan energi menyatakan bahwa energi tidak dapat
diciptakan dan tidak dapat dimusnahkan, tetapi energi hanya dapat berubah
bentuk dari suatu bentuk ke bentuk yang lain. Sebagai contoh, aliran energi
matahari ke tumbuhan ke hewan ke manusia. Jumlah energi seluruhnya selalu
konstan meskipun terjadi perubahan energi dari bentuk yang satu ke bentuk
yang lain.
Energi kinetik dan energi potensial termasuk energi mekanik. Energi
mekanik merupakan hasil penjumlahan antara energi kinetik dan energi
potensial. Secara sistematis ditulis :
Em = Ek + Ep
dengan : Em = energi mekanik (joule)
Ek = energi kinetik (joule)
Ep = energi potensial (joule)
Energi mekanik besarnya sama dengan jumlah energi potensial dan energi
kinetik, walau dalam keadaan yang berbeda. Hal ini sesuai dengan hukum
kekekalan energi.
B. USAHA
Dalam keseharian, usaha didefinisikan sebagai segala sesuatu yang
dikerjakan oleh manusia. Misalnya, kamu berusaha keras belajar untuk
menghadapi ulangan. Dalam fisika, usaha memiliki arti yang khaas. Usaha
berkaitan erat dengan gaya. Oelh karena itu, dalam pengertian fisika usaha
hanya dilakukan oleh gaya dan usaha hanya dilakukan oleh gaya jika gaya yang
bekerja pada suatu benda menyebabkan benda itu berpindah posisi (tempat).
Jadi, jika benda tidak berpindah posisi ketika gaya bekerja pada benda maka
gaya tersebut dikatakan tidak melakukan usaha pada benda.
1. Hubungan Antara Usaha, Gaya, dan Perpindahan
Berdasarkan penertian usaha menurut fisika yang telah dijelaskan, dalam
fisika usaha yang dilakukan oleh sebuah gaya didefinisikan sebagai hasil kali
gaya dengan perpindahan benda yang searah dengan gaya. Gaya F yang bekerja
pada benda menyebabkan benda berpindah posisi sejauh s dalam arah gaya F,
dan usaha W dirumuskan oleh
W=Fs
Satuan usaha adalah joule (J), satuan gaya adalah newton (N), dan satuan
perpindahan adalah meter (m).
2. Hubungan Antara Daya, Usaha dan Kecepatan
Daya adalah laju suatu benda dalam melakukan usaha, atau besarnya usaha
yang dilakukan gaya dalam waktu satu detik. Secara sistematik dituliskan :
dimana :
P = daya (watt)
W = usaha (joule)
t = waktu (sekon)