Energi Potensial Energi Kinetik Hukum Kekekalan Energi Mekanik

Energi dan Usaha 187 d. Energi gerak menjadi energi listrik Contoh: Generator dan dinamo sepeda e. Energi gerak menjadi energi panas kalor Contoh: Gergaji pada saat dipakai f. Energi kimia menjadi energi gerak Contoh: Motor bakar pada sepeda motor g. Energi kimia menjadi energi kalor Contoh: Manusia makan untuk memperoleh tenaga h. Energi cahaya menjadi energi kimia Contoh: Proses pemotretan hingga menjadi foto Tujuan pembelajaranmu adalah dapat: membedakan konsep energi kinetik dan energi potensial pada suatu benda yang bergerak; menunjukkan konsep kekekalan energi. Tujuan Pembelajaran DISKUSI Kebenaran Hukum Energi bersifat kekal. Sa- makah kekekalan energi dengan kekekalan Tuhan Yang Maha Esa?

B. KEKEKALAN ENERGI MEKANIK

Perubahan energi mekanik berkaitan dengan hukum kekekal- an energi. Energi mekanik terdiri atas energi potensial dan energi kinetik. Apakah yang dimaksud energi potensial dan apa pula yang dimaksud energi kinetik? Untuk menjawabnya, ikutilah uraian berikut ini.

1. Energi Potensial

Buah mangga yang jatuh dari tangkai pohonnya akan membekas pada tanah yang lembek. Tanah itu membekas karena mangga mempunyai energi untuk melakukan usaha atau kerja terhadap tanah tersebut. Kelapa mempunyai energi karena letaknya terhadap tanah. Makin tinggi letaknya, makin besar energi yang dipunyai kelapa. Pada dasarnya yang menyebabkan kelapa jatuh adalah adanya gaya gravitasi bumi. Gaya itu bersifat menarik semua benda yang ada di sekitar permukaan bumi. Hal itulah yang menyebabkan kita tidak terlempar meskipun bumi bergerak cepat ketika berotasi. Sumber: Ensiklopedi Umum untuk Pelajar, 2005 S Gambar 14.5 Mangga pada tangkai pohon mempunyai energi potensial gravitasi 1. Sebutkan contoh sumber energi cahaya yang ada di sekitarmu. 2. Mengapa saat ini energi listrik menjadi sangat penting bagi manusia? 3. Sebuah radio dioperasikan mengguna- kan empat baterai. Perubahan energi apa sajakah pada peristiwa tersebut? Di unduh dari : Bukupaket.com 188 Mari BIAS 2 Jadi, energi potensial adalah energi yang dimiliki benda karena letak atau kedudukannya. Dengan kata lain, energi potensial dipenga- ruhi oleh gaya gravitasi bumi. Besar energi potensial dirumuskan sebagai berikut. EP = m . g . h Dengan: EP = energi potensial joule atau J m = massa benda kg g = percepatan gravitasi ms -2 h = ketinggian benda dari tanah m

2. Energi Kinetik

Mobil yang melaju di jalan raya mempunyai kecepatan. Jika kecepatan tidak dikontrol, akan menyebabkan kecelakaan. Pada saat terjadi kecelakaan mungkin badan mobil hancur dan menyebabkan cidera pada pengendaranya. Mengapa mobil bisa hancur? Karena mobil yang bergerak dengan kecepatan tinggi mempunyai energi gerak. Makin tinggi kecepatannya, makin besar energi geraknya. Jadi, energi kinetik adalah energi yang dimiliki oleh sebuah benda karena geraknya. Besar energi kinetik dirumuskan sebagai berikut. EK = 2 1 m v 2 Dengan: EK = energi kinetik joule atau J m = massa benda kg v = kecepatan benda ms -2

3. Hukum Kekekalan Energi Mekanik

Untuk mempermudah pembahasan Hukum Kekekalan Energi Mekanik, kita cermati sebuah benda yang jatuh dari suatu ketinggian tertentu. Perhatikan Gambar 14.7. Berdasarkan Gambar 14.7, ketika posisi di A, benda hanya mempunyai energi potensial EP A dan EK A = 0. Posisi di B, benda mempunyai energi potensial EP B yang lebih kecil daripada EP A dan energi kinetik EK B yang lebih besar daripada EK A . Ketika posisi di C, benda hanya mempunyai energi kinetik EK C dan EP = 0. Pada benda yang jatuh dari ketinggian tertentu selalu terjadi perubahan bentuk energi. Pada ketinggian tertentu benda mem- punyai energi potensial EP, sedangkan energi kinetiknya EK nol. Sumber: Ensiklopedi Umum untuk Pelajar, 2005 S Gambar 14.6 Mobil yang bergerak mempunyai energi gerakenergi kinetik S Gambar 14.7 Benda yang jatuh dari ketinggian tertentu A B C Di unduh dari : Bukupaket.com Energi dan Usaha 189 Saat bergerak jatuh, energi potensial berkurang digantikan dengan energi kinetik, dan makin dekat dengan tanah pengurangan energi potensialnya makin besar, sedangkan energi kinetiknya makin besar. Setelah hampir mendekati permukaan tanah, energi potensialnya tidak ada hanya tinggal energi kinetik yang nilainya sebesar energi potensial pada benda sebelum jatuh. Jumlah energi potensial EP dan energi kinetik EK disebut energi mekanik. Jumlah energi mekanik pada suatu benda tetap di manapun berada asalkan tidak ada gaya dari luar yang memengaruhinya. Pernyataan ini disebut hukum kekekalan energi mekanik. Hukum kekekalan energi secara matematis dirumuskan: EM = EP + EK = konstan EP A + EK A = EP B + EK B = EP C + EK C 1. Sebuah nangka tergantung di pohon pada ketinggian 10 m dari permukaan tanah. Massa nangka 2 kg dan percepatan gravi- tasi bumi 10 ms -2 . Hitunglah energi po- tensial yang dimiliki nangka tersebut. Penyelesaian: Diketahui: m = 2 kg g = 10 ms -2 h = 10 m Ditanyakan: EP = ... ? Jawab: EP = m g h = 2 kg u 10 ms -2 u 10 m = 200 joule Jadi, energi potensial yang dimiliki nangka adalah 200 joule. 2. Sebuah mobil massanya 0,6 ton bergerak dengan kecepatan 72 km jam. Berapa besar energi kinetik yang dimiliki mobil tersebut? Penyelesaian: Diketahui: m = 0,6 ton = 600 kg v = 72 kmjam = 20 ms -1 Ditanyakan: EK = ... ? Jawab: EK = 2 1 m v 2 = 2 1 u 600 kg u 20 ms -1 2 = 120.000 joule Jadi, energi kinetik yang dimiliki mobil adalah 120.000 joule. Di unduh dari : Bukupaket.com 190 Mari BIAS 2 S Gambar 14.10 F

C. USAHA