30 |
Modul Fisika Semester 1 Kelas XI SCI_SMAN 2 Bandar Lampung Oleh: M. Kholid, M.Pd.
B. ENERGI
Energi merupakan hal terpenting yang mendasari semua ilmu pengetahuan alam. Anehnya konsep energi tidak dikenal di zaman Newton, dan bahkan keberadaannya masih diperdebatkan sampai tahun
1850. Kini konsep energi tidak hanya tercakup pada ilmu pengetahuan alam, akan tetapi juga mempengaruhi hampir semua aspek kehidupan manusia.
Saat ini, istilah energi sudah sangat dikenal secara umum. Misalnya konsep bahwa matahari sebagai sumber energi di bumi, matahari memancarkan energinya dalam bentuk energi cahaya ke bumi.
Tumbuh-tumbuhan menangkap energi tersebut dan mengubahnya menjadi energi kimia. Manusia dan hewan menjadikan tumbuhan tersebut sebagai makanan. Dalam tubuh manusia, energi kimia diubah
menjadi energi panas dan energi mekanik gerak, sehingga manusia dapat hidup dan beribadah menjalankan aktivitasnya sehari-hari.
Energi selalu kekal. Energi tidak dapat diciptakan dan dimusnahkan. Energi hanya dapat berubah dari satu bentuk ke bentuk lainnya.
1. ENERGI KINETIK
Energi kinetik adalah energi yang dimiliki benda yang sedang bergerak. Benda yang bermassa m dan
bergerak dengan kecepatan v, memiliki energi kinetik E
k
sebesar :
�
= �� Keterangan:
E
k
= Energi Kinetik Joule m
= Massa Benda kg v
= Kecepatan ms
Contoh Soal:
Sebuah benda bermassa 2 kg bergerak dengan kecepatan 2 ms. Hitung energi kinetik benda ? Penyelesaian:
�
= �� = . .
= Joule
31 |
Modul Fisika Semester 1 Kelas XI SCI_SMAN 2 Bandar Lampung Oleh: M. Kholid, M.Pd.
2. ENERGI POTENSIAL
Energi Potensial adalah energi yang dimiliki benda karena kedudukan atau posisinya.
Sebuah benda bermassa m jatuh dari ketinggian h. Jika percepatan gravitasi bumi g, maka Energi
potensial pada benda : = � ℎ
Keterangan: E
p
= Energi Potensial Joule m
= Massa Benda kg g
= Kuat medan gravitasi atau percepatan gravitasi ms
2
h = Ketinggian m
Contoh Soal:
Sebuah benda bermassa 5 kg jatuh dari ketinggian 5m. Jika percepatan gravitasi bumi 10 ms
2
, hitung energi potensial benda?
Penyelesaian:
�
= � ℎ = . .
= Joule
3. HUKUM KEKEKALAN ENERGI
Prinsip paling penting dalam konsep energy adalah hukum kekekalan energi. Menurut hukum kekekalan energi bahwa energi tidak dapat diciptakan dan dimusnahkan, tetapi energi dapat berubah
dari satu bentuk energi ke bentuk energi lain. W = mg
h
32 |
Modul Fisika Semester 1 Kelas XI SCI_SMAN 2 Bandar Lampung Oleh: M. Kholid, M.Pd.
Energi mekanik adalah penjumlahan antara energi kinetik dan energi potensial.
�
=
�
+ Berdasarkan hukum kekekalan energi, energi mekanik adalah tetap. Jika benda mula-mula berada
pada posisi A kemudian di posisi B, maka energi mekanik di A dan di B adalah sama.
�
=
� �
+ =
�
+ �� + � ℎ = �� + � ℎ
Karena benda dilepas dari titik A � = , maka kecepatan benda saat di titik B adalah:
+ � ℎ = �� + � ℎ � = √ ℎ − ℎ
Penerapan Hukum Kekekalan Energi : - Roller Coaster
- Ayunan Bandul h
A
A
B h
B
33 |
Modul Fisika Semester 1 Kelas XI SCI_SMAN 2 Bandar Lampung Oleh: M. Kholid, M.Pd.
A
B Saat di titik B energi potensial benda
sama dengan tiga kali energi kinetiknya. Tentukan:
a. Ketinggian benda di titik B
b. Kecepatan benda saat mencapai ujung bidang miring titik C
C
Contoh Soal :
Sebuah balok bermassa 2 kg lepas dari ketinggian 80 m di titik A pada suatu bidang miring licin seperti gambar berikut
h = 80 m
Penyelesaian:
a. Saat di titik B,
=
�
. Karena bidang licin, berarti hanya gaya berat yang bekerja. Berdasarkan hukum kekekalan energy mekanik:
�
=
� �
+ =
�
+ ; Karena Benda di titik A di lepaskan, maka
�
= +
= +
=
�
� ℎ = � ℎ ℎ = ℎ = � � =
� b.
Saat mencapai ujung bidang miring, = . Sehingga:
�
=
� �
+ =
�
+ ; Karena Benda di titik A di lepaskan, maka
�
= +
=
�
+ =
��
� ℎ = �� �
�
= √ ℎ = √ . . = √ =
�
34 |
Modul Fisika Semester 1 Kelas XI SCI_SMAN 2 Bandar Lampung Oleh: M. Kholid, M.Pd.
4. USAHA OLEH GAYA KONSERVATIF DAN NON KONSERVATIF
