Energi: Pengertian dan Contoh-Contohnya | Fisika
Energi adalah kemampuan suatu benda untuk melakukan usaha atau kerja. Energi termasuk ke dalam besaran turunan, diturunkan dari besaran pokok massa (M), panjang (L), dan waktu (T).
Energi memilki lambang dimensi ML²T-2. Dalam sistem internasional (SI) energi memiliki satuan Joule (J), sedangkan satuan kecilnya Erg. Di bawah ini adalah beberapa satuan dari energi:
- 1 Joule = 1 Newton meter
- 1 Joule = 1 Watt detik
- 1 Joule = 0,24 kalori
- 1 Joule = 10⁷ Erg
- 1 kalori = 4,186 Joule
Hukum kekekalan energi berbunyi:
- Energi tidak dapat diciptakan maupun dimusnahkan.
- Energi dapat diubah dari bentuk energi satu kebentuk energi yang lain.
Di alam semesta ini terdapat berbagai macam energi, setiap energi memiliki persamaan atau rumus yang berbeda-beda, di bawah ini adalah contoh dari berbagai macam energi:
1. Energi Potensial (Ep)Adalah energi yang dimiliki suatu benda bermassa karena memiliki ketinggian dari permukaan bumi. Contoh: buah mangga di tangkainya, air terjun, orang di atas menara, bendungan atau waduk, dan masih banyak lagi.
Rumus untuk menghitung energi potensial:
Ep = m . g . h
Keterangan:
- Ep = energi potensial (Joule)
- m = massa benda (kg)
- g = percepatan gravitasi (m/s²)
- h = ketinggian benda dari permukaan bumi (m)
2. Energi Kinetik (Ek)
Adalah energi yang dimiliki suatu benda bermasa karena gerakannya atau karena memilki kecepatan gerak. Contoh: sepeda motor yang melaju, orang berlari, bola menggelinding, kursi digeser, dan masih banyak lagi.
Rumus untuk menghitung energi kinetik:
Ek = ½ . m . v2
Keterangan:
- Ek = energi kinetik (Joule)
- m = massa benda (kg)
- v = kecepatan gerak benda (m/s)
3. Energi Mekanik (Em)
Adalah energi yang dimiliki suatu benda karena gerakan dan ke tinggian dari permukaan bumi. Energi mekanik merupakan penjumlahan antara enrgi kinetik (Ek) dengan energi potensial (Ep).
Contoh: buah durian yang jatuh dari tangkai pohon, burung terbang, peluru meluncur, dan lain sebagainya.
Energi mekanik dapat dirumuskan:
Em = Ek + Ep
Keterangan:
- Em = energi mekanik (Joule)
- Ek = energi kinetik (Joule)
- Ep = energi potensial (Joule)
Dibawah ini merupakan sebuah contoh energi mekanik dari sebuah benda yang dijatuhkan:
Pada titik A:
Ep = m . g . HA
Ek = 0 (benda mula-mula diam)
Jadi, Em = Ep
Pada titik B:
Ep = m . g . HB
Ek = ½ . m . vB²
Jadi, Em = Ep + Ek
Pada titik C:
Ep = 0 (benda ditanah)
Ek = ½ . m . vB²
Jadi, Em = Ek
Untuk menghitung kecepatan benda jatuh dapat menggunakan rumus berikut:
Keterangan:
- v = kecepatan benda saat menyentuh tanah (m/s)
- g = percepatan gravitasi (m/s²)
- h = ketinggian benda mula-mula (m)
Setiap benda yang memiliki energi potensial (Ep) maka benda tersebut pasti juga memiliki energi mekanik (Em), tetapi setiap benda yang memiliki energi mekanik (Em) belum tentu memiliki energi potensial (Ep).
Hal ini juaga berlaku pada Setiap benda yang memiliki energi kinetik (Ek) maka benda tersebut pasti juga memiliki energi mekanik (Em), tetapi setiap benda yang memiliki energi mekanik (Em) belum tentu memiliki energi kinetik (Ek).
Contoh:
A. Sebuah sepeda motor melaju dengan kecepatan tertentu di jalan mendatar, maka sepeda motor tersebut memilki energi kinetik. Sepeda motor tersebut juga memiliki energi mekanik yang besarnya sama dengan energi kinetiknya karena energi potensialnya sama dengan nol.
B. Seorang teknisi indosat berada di puncak sebuah sutet atau tower, maka orang tersebut memiliki energi potensial. Orang tersebut juga memilki energi mekanik yang besarnya sama dengan energi potensialnya karena energi kinetik orang tersebut sama dengan nol.
4. Energi Listrik
Adalah energi yang ditimbulkan karena adanya arus listrik yang mengalir pada penghantar. Contoh: lampu menyala, kipas angin berputar, radio, tv menyala, dan lain sebagainya.
Energi listrik dirumuskan seperti berikut:
W = V . i . t
Keterangan:
- W = energi listrik (Joule/detik)
- V = beda potensial atau tegangan (Volt)
- i = kuat arus listrik (Ampere)
- t = waktu arus mengalir (detik)
5. Energi Panas atau Kalor (Q)
Adalah energi yang dimiliki suatu benda karena memiliki panas. Contoh: panas matahari, kayu yang dibakar, air mendidih, air membeku, panas solar, panas strika, dan sebagainya.
Rumus kalor yaitu sebagai berikut:
Q = m . c . ΔT
Keterangan:
- Q = kalor (Joule)
- m = massa benda (kg)
- c = kalor jenis benda (Joule/kg °C)
- ΔT = Perubahan suhu (°C)
6. Energi Bunyi
Adalah energi yang dihasilkan dari benda yang mengeluarkan getaran bunyi. Contoh: bunyi bel, bunyi alat musik, bunyi mesin, dan sebagainya.
Energi bunyi dapat dirumuskan seperti berikut:
W = ½ . m . A2 . Ꞷ2
Keterangan:
- W = energi bunyi (Joule/m³)
- m = massa benda (kg)
- A = amplitudo getaran (m)
- Ꞷ = kecepatan anguler (rad/s)
7. Energi Kimia
Adalah energi yang dimiliki suatu benda karena memilki potensial kimia. Contoh: baterai, accumulator, makanan, elemen volta, dan sebagainya.
Rumus untuk energi kimia adalah:
E = e . V
Keterangan:
- E = energi kimia (Joule)
- e = muatan elektron (coulomb)
- V = potensial kimia (Volt)
8. Energi Potensial Pegas (Ep)
Adalah energi yang dimiliki benda-benda elastis yang mengalami simpangan dari titik keseimbangan. Contoh: karet yang ditarik, pegas yang direnggangkan, dan sebagainya.
Rumus untuk energi potensial pegas adalah:
Ep = ½ . k . x2
Keterangan:
- Ep = energi potensial pegas (Joule)
- k = ketetapan pegas (N/m)
- x = simpangan dari titik seimbang (m)
9. Energi Nuklir
Adalah energi yang dihasilkan karena reaksi inti atom, reaksi inti bisa berupa reaksi penggabungan inti (fusi) atau reaksi pemecah inti (fisi). Contoh: reaksi fisi di reaktor atom, bom atom, reaksi matahari, dan lain sebagainya.
Rumus energi nuklir adalah:
E = m . c2
Keterangan:
- E = energi nuklir (Joule)
- m = massa benda (kg)
- c = kecepatan cahaya (m/s)
