ENERGI

Apa Itu Energi?

"Energi adalah kemampuan untuk melakukan usaha."

Energi memiliki satuan yang sama dengan usaha yaitu Joule.  1 joule adalah energi yang berpindah ketika gaya sebesar 1 N bekerja pada suatu objek dan menghasilkan perpindahan sejauh 1 meter. Energi dianggap kekal, karena energi tidak bisa dibuat atau dihancurkan tetapi energi bisa berubah bentuk dari satu wujud ke wujud lain.

Energi Kinetik, Energi Potensial dan Energi Mekanik

Energi kinetik adalah energi gerak. Energi kinetik ini termasuk skalar karena tidak bergantung pada arah pergerakan objek. Energi kinetik bergantung pada massa (m)(m) dan kecepatan (v)(v) suatu objek bergerak.

Ek = ½ x m x v2

Keterangan :

mm = massa benda (kg)

vv = kecepatan benda (m/s)

Energi Kinetik pada Mobil yang Bergerak

Energi potensial adalah energi yang dimiliki benda karena kedudukan, posisi (x) atau ketinggiannya (h). Energi potensial tersimpan pada suatu objek yang bisa digunakan untuk melakukan usaha. Ketika benda mempunyai potensi untuk melakukan usaha, benda itu memiliki energi potensial. Salah satu contoh energi potensial adalah energi potensial gravitasi.

Ep.gravitasi = m x g x h

Keterangan :

gg = percepatan gravitasi (m/s2m/s2)

hh = ketinggian benda (m)

Energi Potensial pada Batu di Atas Bukit

Selain itu, ada juga energi potensial pegas yang juga diketahui sebagai Hukum Hooke. 

Ep.pegas = ½ x k x x2

Keterangan:

kk = konstanta pegas [tergantung jenis pegasnya] (Joule) 

xx = pertambahan panjang pegas (m)

Energi mekanik adalah penjumlahan energi kinetik dan energi potensial pada suatu benda atau sistem.

Em1 = Em2​

Ep1 + Ek1 = Ep2 + Ek2 ​

Energi Mekanik pada Mobil

Contoh Soal

Sebuah balok (m = 3 kg) bergerak dari keadaan diam menuruni suatu bidang miring dengan ketinggian 2 meter. Bagian pertama bidang miring itu licin dan bagian berikutnya sampai ke dasar bersifat kasar.  

Carilah:

1. Energi mekanik balok pada bagian atas bidang miring

2. Energi mekanik sebelum mencapai bidang miring yang kasar

Diketahui, 

m=3 kgm=3 kg

h=2 mh=2 m

v0=0m/s2v0​=0m/s2

Titik awal bidang miring dapat dilambangkan dengan A. 

Titik sebelum bidang miring yang kasar dapat dilambangkan dengan B.

Ditanya,

1. EmAEmA​

2. EmBEmB​

Jawab:

Energi mekanik balok pada bagian atas bidang miring

Pada titik awal bidang miring, balok dalam keadaan diam maka v0=0m/s2v0​=0m/s2.

EmA=EpA+EkAEmA​=EpA​+EkA​

EmA=m⋅g⋅h+12⋅m⋅v2EmA​=m⋅g⋅h+21​⋅m⋅v2

EmA=3⋅10⋅2 +12⋅m⋅02EmA​=3⋅10⋅2 +21​⋅m⋅02

EmA=60 JouleEmA​=60 Joule

Energi mekanik sebelum mencapai bidang miring yang kasar

Berdasarkan Hukum Kekekalan Energi, energi mekanik di titik A akan sama dengan energi mekanik di titik B. 

EmA=EmB=60 JouleEmA​=EmB​=60 Joule