IPA SMP KK B
11
Energi adalah kemampuan untuk melakukan usaha. Energi dibutuhkan di antaranya untuk menggerakkan mobil, untuk memanaskan dan mendinginkan
ruangan, dan menjalankan komputer. Energi matahari diperlukan antara lain untuk pertumbuhan tanaman dan proses siklus air. Energi yang terdapat dalam
makanan menyediakan energi bagi manusia, baik berjalan, olahraga, bernyanyi, bekerja, belajar, berpikir, saat melamun, bahkan saat tidur pun memerlukan
energi.
Gambar 4. Seseorang yang mengayuh sepeda terus-menerus lama-kelamaan akan merasa lelah karena kehabisan energi
Manusia, hewan, tumbuhan, dan mesin pada saat melakukan aktivitasnya selalu memerlukan energi. Energi yang digunakan manusia, hewan, dan tumbuhan
berasal dari berbagai makanan dan minuman yang dikonsumsinya. Energi yang digunakan mesin mobil berasal dari bahan bakar berupa bensin, solar, atau
dapat juga berupa bahan bakar lainnya. Kemudian energi yang dimiliki mesin digunakan untuk melakukan usaha, misalkan mesin mobil digunakan untuk
menggerakkan mesin–mesin mobil sehingga mobil dapat bergerak.
Satuan untuk energi adalah joule SI. Beberapa satuan lainnya yang dapat dikonversikan ke dalam satuan joule antara lain: erg, kalori kal, elektronvolt
eV, dan kWh. Konversinya sebagai berikut.
1 joule = 10
7
erg 1 kkal = 4,2 x 10
3
joule
Kegiatan Pembelajaran 1
12
1 MeV = 1,6 x 10
-13
joule 1 joule = 2,78 x 10
-7
kWh Energi di alam ini dapat berbentuk energi kinetik, energi potensial, energi
mekanik, energi panas, energi listrik, energi kimia, dan energi nuklir
a. Energi Potensial
Energi potensial merupakan energi yang dimiliki oleh benda karena kedudukannya atau kondisinya. Misalnya energi yang tersimpan pada karet
gelang. Untuk meregangkan sebuah karet gelang maka diperlukan kerjausaha. Ketika kita melepaskan karet gelang tersebut setelah diregangkan, maka karet
akan terbang menjauh dari tangan kita. Energi untuk meregangkan karet telah disimpan. Energi ini akan digunakan pada suatu saat nanti.
Di manakah energi ketika karet telah diregangkan dan belum dilepaskan? Karet gelang menyimpan energi ini dalam bentuk
energi potensial. Karet gelang
memiliki energi potensial karena kedua ujung karet gelang berjauhan satu sama lain. Energi tersimpan di dalam benda-benda yang elastis seperti karet dan
pegas.
Energi potensial terkadang disebut juga energi posisi, karena energi ini dihasilkan dari posisi relatif sebuah benda dalam sebuah sistem. Energi potensial
memiliki beberapa bentuk di antaranya: energi potensial gravitasi, energi potensial pegas, energi potensial listrik, dan lain-lain.
1 Energi potensial gravitasi
Perhatikan gambar buah mangga berikut.
Gambar 5. Buah mangga ini memiliki energi potensial gravitasi
IPA SMP KK B
13
Buah mangga pada gambar di atas tetap tergantung jika batangnya tidak patah. Mangga ini berpotensi memiliki energi karena posisinya dari atas
tanah. Energi yang tersimpan ini dinamakan energi potensial gravitasi. Sistem yang terdiri dari dua atau lebih benda yang terpisah oleh jarak
tertentu akan memiliki energi potensial diakibatkan oleh adanya interaksi gravitasi antara benda-benda tersebut.
Jika kita mengangggap sistem terdiri dari buah mangga dan Bumi, maka gaya tarik gravitasi antara buah mangga dan Bumi merupakan interaksi gaya
antara anggota sistem. Jika benda bergerak menjauhi Bumi, maka energi yang tersimpan dalam sistem merupakan hasil interaksi gravitasi antara
benda dan Bumi. Energi yang tersimpan dalam sistem ini disebut
energi potensial gravitasi yang disimbolkan dengan E
p
. Energi potensial gravitasi dinyatakan sebagai berikut.
Ep = m g h
3 Dimana:
m = massa benda
kg g
= percepatan gravitasi ms
2
h = ketinggian benda
m
2 Energi potensial elastis
Perhatikan tali busur yang ditarik seperti ditunjukkan pada Gambar di bawah. Sistem terdiri dari tali busur, anak panah, dan bumi. Pemanah melakukan
usaha pada tali busur, sehingga tali busur menyimpan energi. Ketika tali busur dan anak panah dilepaskan, energi berubah menjadi energi kinetik.
Energi yang tersimpan dalam tali busur yang meregang disebut
energi potensial elastis. Energi potensial elastis ini dimiliki oleh benda-benda
elastis, seperti karet, bola karet, pegas, dan lain-lain.
Kegiatan Pembelajaran 1
14
Gambar 6. Energi potensial elastis dimiliki oleh tali busur
Pegas yang ditarik seperti terlihat pada Gambar 7 memiliki energi potensial elastis atau biasa disebut juga
energi potensial pegas. Jika tarikan pada
pegas ini tidak melewati daerah elastisitasnya, maka pegas tersebut dapat kembali ke keadaan semula.
Gambar 7. Ketika pegas diregangkan, pegas tersebut menyimpan energi potensial
Misalkan panjang pegas sebelum mendapatkan gaya luar adalah x cm. Jika pada pegas dikerjakan gaya yang meregangkan pegas sehingga panjangnya
menjadi x+ x cm dan jika dengan cara menekan panjangnya menjadi x-x
cm. Berarti, ada perbedaan panjang pegas yang dikenai gaya jika dibandingkan dengan panjang pegas sebelum dikenai gaya atau pegas
dalam keadaan normal.
