Kegiatan Pembelajaran 1
16
Energi kinetik suatu benda bergantung kepada massa dan kelajuan benda tersebut. Secara matematis energi kinetik dirumuskan sebagai
Ek = ½ m v
2
5 dimana
E
k
= energi kinetik joule m
= massa benda kg v
= kecepatan benda ms
c. Bentuk Energi Lainnya dalam Kehidupan
Sebuah mangga memiliki energi potensial ketika tergantung pada batang pohonnya di atas permukaan tanah; dan memiliki energi kinetik dan energi
potensial ketika mangga tersebut bergerak jatuh. Jumlah dari energi kinetik dan energi potensial di dalam sebuah sistem dinamakan
energi mekanik.
Buah mangga dapat juga memberikan energi ketika mangga itu dimakan. Hampir di dalam semua sistem terdapat bentuk energi yang tersembunyi. Energi tersebut
berhubungan dengan gerak dan pengaturan atom yang menyusun benda tersebut di dalam sistem.
Energi yang terdapat pada tataran atom dan tidak berakibat pada gerak pada skala besar seringkali dinamakan
energi nonmekanik. Berbagai bentuk energi
di dalam sistem seringkali merupakan bentuk khusus dari energi kinetik ataupun energi potensial.
1 Energi Panas Kalor
Dua abad yang lalu, para ilmuwan sudah memahami tentang keberadaan energi potensial dan energi kinetik. Akan tetapi tentang hakikat kalor, waktu
itu masih menjadi misteri. Sangatlah mudah merasakan dan mengukur akibat dari adanya kalor, akan tetapi apakah penyebab fisis terjadinya benda
panas dan dingin sebenarnya?
Kita telah mengetahui bahwa atom dan molekul bergerak konstan. Sehingga partikel-partikel kecil ini juga memiliki energi kinetik. Misalnya pada raket
tenis yang digunakan untuk memukul bola tenis. Energi kinetik dipindahkan
IPA SMP KK B
17
oleh partikel-partikel di dalamnya melalui tumbukan. Rata-rata energi kinetik partikel-partikel di dalam sebuah benda bertambah ketika benda-benda
tersebut menjadi lebih panas, dan berkurang ketika suhunya menurun.
2 Energi Kimia
Di dalam sebuah reaksi kimia, ikatan antara atom di dalamnya menjadi terputus. Ketika terbentuk kembali ikatan kimia dalam pola yang baru, maka
terbentuk benda yang baru. Pembentukan dan pemutusan ikatan kimia melibatkan perubahan energi. Jumlah energi kimia ini bergantung pada
posisi relatif atom yang terkandung di dalamnya.
Karena energi kimia bergantung pada posisi atom tersebut, maka hal ini termasuk energi potensial. Reaksi kimia yang melepaskan energi
menyebabkan menurunnya energi potensial di antara zat kimia tersebut. Misalnya pada batang korek api yang dapat melepaskan energi dalam
bentuk cahaya dan semburan gas panas api.
Reaksi yang melepaskan energi dinamakan reaksi eksotermis. Setelah reaksi eksotermis, temperatur di sekeliling menjadi naik, karena energi
dilepaskan. Reaksi kimia yang menyerap energi dinamakan reaksi endotermis. Energi diperlukan untuk memutus ikatan kimia pada zat yang
bereaksi. Energi ini diambil dari lingkungan sekitarnya.
3 Energi Nuklir
Matahari, tidak hanya memberikan energi pada tumbuhan dan hewan, akan tetapi matahari memberikan energinya sehingga bumi kita hangat dan
terang. Energi ini hanya sebagian kecil energi yang dihasilkan oleh matahari. Dari manakah energi matahari ini berasal?
Energi matahari berasal dari reaksi nuklir, tepatnya karena reaksi fusi nuklir atau disebut juga reaksi termonuklir. Penemuan energi nuklir ini telah melalui
beberapa penyelidikan.
Pada tahun 1905, Albert Einstein mempublikasikan Teori Relativitas. Menurut Einstein, massa merupakan bentuk lain dari energi – berkurangnya
Kegiatan Pembelajaran 1
18
massa dalam suatu sistem akan diiringi dengan meningkatnya energi. Kesetaraan antara massa dan energi ini dirumuskan sebagai:
dimana E
= energi yang dilepaskan joule m
= massa yang hilang kg c
= kelajuan cahaya ms Pada tahun 1932 Cockcroft dan Walton, dengan menggunakan akselerator
menembak lithium dengan menggunakan proton dan menghasilkan dua buah partikel alpha untuk setiap satu proton.
→ Ternyata massa dua partikel alpha lebih kecil daripada jumlah massa proton
dan massa inti litium. Didapatkan bahwa energi kinetik kedua partikel alpha jauh lebih besar daripada energi kinetik awal proton. Dari hasil perhitungan
menunjukkan bahwa energi ekstra yang dimiliki oleh partikel alpha tepat sebanding dengan massa yang hilang, hal ini sesuai dengan persamaan
energi dari Einstein.
4 Energi Listrik
Lampu dan alat-alat listrik lainnya yang ada di rumah dihidupkan oleh bentuk lain energi yaitu listrik. Listrik dihasilkan oleh partikel bermuatan yang
mengalir di dalam suatu kawat penghantar atau benda-benda konduktor. Elektron yang bergerak dapat meningkatkan temperatur kawat dan
menyebabkan kawat menyala seperti pada bola lampu. Elektron yang bergerak juga dapat menghasilkan medan magnetik, yang dapat
menggerakkan motor listrik.
Sementara itu pada kilat atau petir, energi listrik disebabkan oleh elektron yang menjalar melalui udara di antara tanah dan awan petir.
IPA SMP KK B
19
Gambar 9. Kilat merupakan energi listrik
5 Energi Cahaya
Perhatikanlah, ketika sebuah jalan yang beraspal terkena langsung sinar matahari. Bandingkan dengan jalan aspal yang tidak terkena sinar matahari.
Tentu kita akan merasa lebih panas di tempat yang terkena langsung sinar matahari. Energi cahaya matahari berjalan dari matahari menuju Bumi
melewati ruang angkasa yang kosong dalam bentuk gelombang elektromagnetik.
Berkas cahaya putih sinar matahari dapat dipisahkan ke dalam beberapa warna spektrum seperti terlihat pada gambar berikut.
Gambar 10. Cahaya membawa energi
Cahaya yang berwarna biru memiliki energi yang lebih besar daripada cahaya merah.
