energi dan perubahannya

ENERGI DAN PERUBAHANNYA
I. Gaya
Gaya adalah dorongan atau tarikan yang dikerjakan pada suatu benda yang dapat
menyebabkan perubahan gerak, perubahan bentuk atau perubahan kedudukan. Semua materi
di dunia dan dialam diatur oleh empat gaya dasar yaitu:
a) Gaya gravitasi
b) Elektromagnetik
c) Gaya nuklir lemah
d) Gayanuklir kuat
Gaya gravitasi dan elektromagnetikvmenarik benda-benda kearah inti bumi atau kutub
bumi, dan bekerja dari kejauhan (tidak bersentuhan). Adapun gaya nuklir mengendalikan
atom setiap materi dan benda dan bekerja pada tingkat atom.
1. Gaya Sentuh dan Gaya Tak Sentuh
Dari segi kontaknya, gaya dapat dibagi menjadi dua macam yaitu: gaya sentuh dan
gaya tak sentuh. Gaya sentuh adalah gaya yang bekerja terhadap suatu benda, di mana
harus bersentuhan dengan bendanya. Gaya dorong, gaya tarik, gaya otot dan gaya
gesekan. Gaya tak sentuh adalah gaya yang agar bekerja terhadap statu benda tidak
bersentuhan dengan bendanya; gaya magnet, gaya listrik, dan gaya grafitasi. Berikut
dua contoh gaya (masing-masing satu contoh gaya sentuh dan gaya tak sentuh), yang
perlu diketahui dan banyak dibicarakan.
2. Gaya gesekan
a. Gerak benda diatas permukaan
Gaya yang ditimbulkan akibat persentuhan dua permukaan disebut gaya gesekan.
Gaya gesekan menunjukan hukum gerak ketiga newton, yang secara sederhana
dikatakan sebagai aksi = reaksi. Contoh bola yang bergerak diatas lantai akan
mengalami gaya gesekan, yang menghentikan bola yang bergerak diatas lantai.
Gaya gesekan terdapat pada benda yang bergerak, baik diatas tanah, diatas air
maupun diatas udara. Arah gaya gesekan berlawanan dengan arah gerak benda.
Permukaan atau benda yang licin atau halus mempunyai gaya gesekan kecil.
Sedangkan permukaan atau benda yang kasar mempunyai gaya gesekan besar.
b. Memperkecil dan memperbesar gaya gesekan
Serimgkali kita tidak sadar melakukan yang sesungguhnya memperkecil atau
memperbesar gaya gesekan pada statu alat. Misalnya, ketika mengeringkan lantai,
kita sesungguhnya sedang memperbesar gaya gesekan. Tujuannya agar tak
terpeleset bila berjalan diatasnya; ketika meminyaki as roda sepeda, kita
sesunguhnya sedang memperkecilgaya gesekan agar speda berjalan lebih cepat.
c. Manfaat dan kerugian akibat gaya gesekan
Adanya gaya gesekan pada berbagai alat bisa bermanfaat dan merugikan. Contoh
yang bermanfaat, yaitu gaya gesekan antara ban sepeda dengan jalan raya untuk
menghindari sepeda selip atau tergelincir; gaya gesekan sepatu dengan lantai
membuat tidak mudah terpeleset jira berlari. Contoh yang merugikan; yaitu gaya
gesekan antara roda pagar dengan relnya, yang membuat pagar sulit dibuja; gaya
gesekan engsel pintu membuat pintu sulit dibuja. Untuk itulah roda atau engsel
perlu dberi minyak/oli. Pada alat-alat tertentu, gaya gesekan dibuat agar bisa diatur
dan diambil manfaatnya. Misalnya, tentang rem sepeda. Rem sepeda bisa ditekan
sehingga terjadi gesekan anatara roda dan bantalan rem yang membuat sepeda
berhenti. Lanilla, speda memiliki lampu yang dinyalakan dengan dinamo yang
dipasang diroda sepeda.
1
3. Gaya gravitasi
Benda-benda yang dilemparkan keatas, estela sampai dititik puncak, pasti akan jatuh
kebawah. Seolah-olah ada sesuatu yang selalu menarik setiap benda kebawah. Dibumi
ini terdapat gaya gravitasi (gaya tarik), yang disebut gaya tarik bumi. Gaya tarik bumi
selalu menarik benda kearah pusat bumi.
a. Arah dan kecepatan jatuh benda
Arah tarifan gaya tarik atau gravitasi bumi menuju kesuatu arah yaitu pusat bumi.
Dan kecepatan gerak jatuh benda tidak dipengaruhi oleh bentuk, berat, atau usuran
benda. Kecepatan jatuh benda tergantung pada besarnya gaya gravitasi atau
percepatan gravitasi (g = 9,8 m/s2). Arañilla pun selalu kebawah, menuju kepusat
bumi.
b. Bagaimana jira taka da gravitasi dibumi?
Gravitasilah yang membuat semua benda dibumi dapat “menempel” dipermukaan
bumi, tidak melayang-layang atau terbang keruang angkasa. Gravitasi membuat air
hujan dapat jatuh kepermukaan bumi. Karena gravitasi tubuh kita memiliki robot
(gaya berat) dan tidak melayang-layang diudara.
c. Alat mengukur gaya dan satuan
Cara mudah untuk mengukur gaya yaitu dengan menggunakan alat yang disebut
neraca pegas atau dinamometer. Satuan gaya hádala kg. m/s2 atau newton.
d. Gaya yang dialami benda ketika berada didalam air
Ketika kita memasukan statu benda padat kedalam air atau zat cair lanilla, maka
jira benda itu berada dipermukaan maka disebut terapung. Jira benda itu berada
diantara permukaan dan dasar, maka disebut melayang. Jira benda itu berada
didasar air maka disebut tenggelam. Setiap benda yang dimasukan kedalam air
atau zat cair umunya akan mendapatkan dua gaya yaitu gaya keatas dan gayaberat
benda itu sendiri.
Gaya keatas yaitu gaya tekan yang sama besarnya dengan berat air yang
dipindahkan oleh benda itu. Benda terapung apabila gaya keatas yang dialami
benda lebih besar daripada gaya berat benda itu sendir. Contoh benda terapung jira
dimasukan kedalam air antara lain yertas, gabus dan daun.benda melayang apabila
gaya keatas yang dialami benda sama dengan gaya berat benda itu sendiri.
Contohnya kayu, es dll. Benda tenggelam apabila gaya keatas yang dialami benda
lebih kecil dari pada berat benda itu sendiri.
benda
benda
benda
(a) tenggelam
(b) melayang
2
(c) terapung
MOVEMENT (GERAK)
Konsep Gerak
Mendorong, menarik, mengangkat, meregangkan, membengkokkan, dan memutar
adalah beberapa jenis gerak. Benda tidak dapat bergerak sendiri, ia memerlukan tenaga untuk
mendorong, atau menariknya sebelum dia dapat mulai atau berhenti bergerak, perlu kekuatan
yang lebih untuk membuat sesuatu bergerak atau berhenti, dibandingkan jika hanya untuk
membuatnya tetap bergerak.
Tenaga alam yang disebut gravitasi, menarik benda turun ke permukaan tanah. Tetapi
manusia menemukan berbagai mesin yang dapat menggerakkan benda ke arah yang berlainan
dengan kecepatan yang berbeda. Alat penggulung, roda, pengungkit/tuas, kerekan/katrol,
gerigi/gir semuanya dapat memudahkan dalam menggerakkan beban yang berat. Bahkan
mesin yang paling rumit mempunyai roda dan pengungkit yang sederhana di dalamnya.
Beberapa konsep sains berikut ini akan mengarahkan pengertian tentang gerak, macammacam gerak, yaitu:
1. Gerak adalah proses berpindahnya benda.
2. Jenis gerak antara lain: gerak berputar, gerak menggelinding, gerak jatuh, gerak
memantul.
3. Ketika buah apel jatuh dari pohon, mengapa ia jatuh ke tanah? Seorang Ilmuwan terkenal
bernama Isaac Newton bertanya-tanya dalam hati ketika ia duduk–duduk di kebun buah
beberapa tahun yang lalu. Dia menduga antara buah apel dan bumi memiliki kekuatan
yang tidak terlihat yang menarik benda lain mendekatinya. Tetapi bumi memiliki ekuatan
yang sangat besar dan dengan kekuatan itu ia membuat buah apel jatuh ke bumi.
Kekuatan di sekitar benda ini disebut gravitasi.
4. Gravitasi menarik benda-benda ke bawah tanpa mempedulikan apakah benda itu
bergerak maju atau tidak.
5. Benda memiliki berat karena gravitasi menariknya. Semakin besar tarikan gravitasi pada
benda makin berat benda tersebut.
6. Pada tahun 1950, seorang ilmuwan bernama Galileo mengemukakan teori bahwa semua
benda tertarik jatuh ke bumi dengan kecepatan yang sama, tanpa memperdulikan
beratnya/berapapun beratnya.
Melayang di Ruang Angkasa
Orang tidak merasakan beratnya ketika tidak ada gravitasi yang menariknya atau ia
akan mengapung bebas. Tarikan gravitasi bumi akan semakin sedikit di luar angkasa,
sehingga benda kehilangan berat di luar angkasa. Astronot mengapung di dalam pesawat
ruang angkasanya karena hanya ada sedikit gravitasi yang menariknya turun. Astronot Irwin
berada di bulan selama melaksanakan misi Apollo 15. Gravitasi di bulan kira-kira seperenam
dari gravitasi di bumi, sehingga pakaian luar angkasa yang beratnya 183 pon (83 kg) di bumi,
hanya berbobot 31 lbs (14 kg) di bulan. Ini membuat astronot bergerak dengan lebih mudah
di sekitar bulan, mereka bahkan dapat melompat seperti kanguru.
c.
Gerakan Lautan
Pasang air laut di bumi disebabkan oleh tarikan gravitasi bulan dan matahari. Karena
bulan lebih dekat ke bumi dari matahari, bulan menarik air laut lebih kuat dari matahari. Di
kebanyakan bagian bumi, tinggi air laut naik kira-kira dua kali sehari (pasang) dan turun di
antara keduanya (surut).
Ketika matahari segaris dengan bulan dan bumi kekuatan gravitasinya sama-sama
menarik. Tarikan ini membuat air pasang sangat tinggi di bagian bumi yang paling dekat
dengan bulan. Pasang tinggi ini disebut pasang tertinggi. Biasanya ini terjadi dua kali dalam
seminggu, pada saat bulan purnama dan bulan baru. Ketika matahari, dan bulan berada saling
bersisian, tarikannya lebih kecil dan menyebabkan air laut surut di bumi. Ini disebut surut
3
terendah jika anda tinggal di dekat laut, anda bisa melihat kapan pasang tertinggi dan surut
terendah terjadi di daerah anda.
4
ENERGI
Energi adalah kapasitas atau kemampuan untuk melakukan kerja atau usaha. Besarnya
kecilnya energi yang dimiliki suatu benda ditentukan oleh pengaruh yang ditimbulkan benda
yang melakukan kerja itu pada lingkungannya. Energi tidak dapat dilihat dan tidak dapat
diraba tetapi dapat muncul dalam berbagai bentukmisalnya energi gerak, energi potensial,
energi panas, energi listrik, energi kimia, energi nuklir dan lain-lain. Energi dapat berubah
bentuk dari satu bentuk kebentuk lainnya. Dalam pandangan fisika, energi tidak dapat
diciptakan dan tidak dapat dimusnakan . energi bersifat kekal. Karena itu dikenal hukum
kekelan energi , yang menyatakan bahwa energi tidak dapat diciptakan atau dimusnakan tetapi
hanya dapat diubah dari satu bentuk kebentuk lain.
Bentuk-bentuk Energi
1. Energi listrik; energi listrik dihasilkan oleh muatan listrik yang bergerak (arus listrik)
dalam suatu penghantar. Muatan listrik yang bergerak ditibulkan dalam sumber listrik.
Contoh sumber listrik ialah petir, generator, dinamo, aki bateri. Energi listrik digunakan
untuk menggerakan mesin dan berbagai alat listrik.
2. Energi panas; energi panas juga disebut energi kalor atau energi termal. Energi panas
adalah energi yang berkaitan dengan panas dan dihasilkan oleh gerak partikel-partikel
dalam suatu zat. Energi ini dimiliki oleh benda-benda bersuhu tinggi yang disebut sumber
panas. Misalnya nyala konfor, nyala alat las, tungku pemanas, cahaya matahari, dll.
Penggunaan energi panas antara lain untuk memasak, menyambung besi, membakar
gerabah, dll.
3. Energi cahaya; energi cahaya adalah energi yang dimiliki oleh cahaya dan dihasilkan dari
radiasi gelombang elektromagnetik. Sumber penghasil energi cahaya disebut sumber
cahaya. Submer energi cahaya yang paling utama adalah yang terdapat dialam yaitu
matahari. Sumber cahaya lain adalah lampu pijar, api danlain-lain. Sejak dahulu sebelum
ada listrik cahaya matahari dimanfaatkan oleh manusia, misalny untuk mengeringkan
pakaian
5