Perubahan Bentuk Energi: Pengertian dan Rumus Energi Kinetik, Mekanik & Potensial serta Contoh Soalnya
Desember 04, 2015
Edit
Pada pembahasan kali ini akan dijelaskan tentang perubahan bentuk energi, pengertian energi kinetik, pengertian energi mekanik, pengertian energi potensial, rumus energi kinetik, rumus energi mekanik, rumus energi potensial dan contoh soal energi kinetik, mekanik dan potensial.
Pernahkah kamu mendengar istilah pembangkit listrik tenaga surya?
Em = energi mekanik (J)
Ep = energi potensial (J)
Ek = energi kinetik (J)
Jadi, energi yang dimiliki suatu benda karena gerakannya disebut energi kinetik. Sebagai contoh, mobil yang bergerak dengan kecepatan 40 km/jam jika bertabrakan akan berbeda akibatnya dibandingkan jika kecepatannya 90 km/jam.
Akan tetapi, akibat tabrakan yang ditimbulkan oleh truk dengan massa lebih besar akan lebih hebat jika dibandingkan dengan sedan, meskipun kecepatan kedua mobil itu sama.
Ek = energi kinetik (J)
m = massa benda (kg)
v = kecepatan (m/s)
Pembahasan
Diketahui:
m = 3 kg
v = 2 m/s
Ditanya:
Ek = ... ?
Jawab:
Ek = 1/2 mv2
= 1/2 x 3 kg x (2 m/s)2
= 1,5 kg x (4 m2/s2)
= 6 kg m2/s2 = 6 Joule
Jadi, energi kinetik yang dimiliki benda sebesar 6 Joule.
Energi potensial yang disebabkan adanya gravitasi bumi disebut energi potensial gravitasi. Sebuah benda yang berada pada ketinggian tertentu terhadap bumi akan dipengaruhi oleh percepatan gravitasi bumi (g) sehingga benda itu mempunyai berat. Gaya berat ini yang mampu melakukan usaha, yaitu menggerakkan benda ke bumi.
Misalnya, berat benda w mempunyai massa m kg berada pada ketinggian h meter terhadap bumi. Berat benda, w = m×g. Usaha yang dilakukan benda, W = F × s. Dalam hal ini, F = w (berat benda) dan s = h (tinggi benda) sehingga W = w × h atau W = m × g× h.
Karena besarnya energi sama dengan usaha yang dilakukan maka energi potensial benda dirumuskan sebagai berikut.
Ep = energi potensial (J)
m = massa (kg)
h = tinggi benda (m)
g = percepatan gravitasi (m/s2)
Jadi, energi potensial sebanding dengan massa benda, tinggi benda, dan percepatan gravitasi di tempat itu.
Pembahasan
Diketahui:
m = 2 kg
h = 3 m
g = 10 m/s2
Ditanya:
Ep = ...?
Jawab:
Ep = m g h
= 2 kg×10 m/s2 ×3 m
= 60 kg m2/s2
= 60 Joule
Jadi, energi potensial yang dimiliki lukisan itu sebesar 60 Joule.
Contoh energi potensial lainnya adalah energi potensial pegas, seperti energi yang terdapat pada anak panah yang terpasang di busurnya dan siap diluncurkan, batu yang siap dilepaskan dengan katapel, dan per yang ditekan atau ditarik.
Penjepit Kertas yang Merapikan
Siapkan sebuah penjepit kertas dan beberapa lembar kertas HVS. Susun lembaranlembaran kertas HVS itu dengan baik.
Dengan tangan kananmu, tekan penjepit kertas dan jepit salah satu sisi kertas-kertas yang sudah tersusun itu. Pada saat ditekan, adakah energi potensial pada penjepit kertas tersebut? Dapatkah kamu membuktikannya?
Baca juga: Bunyi Hukum Kekekalan Energi
Perubahan bentuk energi
Sebagian besar energi yang dijumpai dalam kehidupan sehari-hari berasal dari perubahan bentuk energi satu ke bentuk energi yang lain.Pernahkah kamu mendengar istilah pembangkit listrik tenaga surya?
- Energi kalor dari matahari dapat diubah menjadi energi listrik dengan bantuan sel matahari (solar cell).
- Energi dari matahari dapat diubah menjadi energi kimia pada proses fotosintesis tumbuhan hijau.
Pengertian Energi mekanik
Ketika benda yang bergerak jatuh, benda tersebut mempunyai energi mekanik. Energi mekanik terdiri dari energi tempat (energi potensial) dan energi gerak (energi kinetik).Rumus Energi Mekanik
Secara matematis ditulis sebagai berikut.Em = Ep + EkKeterangan:
Em = energi mekanik (J)
Ep = energi potensial (J)
Ek = energi kinetik (J)
Pengertian Energi kinetik
Coba kamu bandingkan lemparan batu berukuran kelereng dengan tanganmu dan lemparan batu berukuran kelereng yang menggunakan katapel, samakah? Hati-hati pada saat melakukannya. Jika lemparan batu mengenai suatu benda, itu berarti batu berukuran kelereng mampu melakukan usaha karena bergerak.Jadi, energi yang dimiliki suatu benda karena gerakannya disebut energi kinetik. Sebagai contoh, mobil yang bergerak dengan kecepatan 40 km/jam jika bertabrakan akan berbeda akibatnya dibandingkan jika kecepatannya 90 km/jam.
Akan tetapi, akibat tabrakan yang ditimbulkan oleh truk dengan massa lebih besar akan lebih hebat jika dibandingkan dengan sedan, meskipun kecepatan kedua mobil itu sama.
Rumus Energi Kinetik
Jadi, energi kinetik sebanding dengan massa dan kecepatan benda.Ek = 1/2 mv2Keterangan:
Ek = energi kinetik (J)
m = massa benda (kg)
v = kecepatan (m/s)
Contoh Soal Energi Kinetik
Benda bermassa 3 kg bergerak dengan kecepatan 2 m/s. Berapakah energi kinetik benda itu?Pembahasan
Diketahui:
m = 3 kg
v = 2 m/s
Ditanya:
Ek = ... ?
Jawab:
Ek = 1/2 mv2
= 1/2 x 3 kg x (2 m/s)2
= 1,5 kg x (4 m2/s2)
= 6 kg m2/s2 = 6 Joule
Jadi, energi kinetik yang dimiliki benda sebesar 6 Joule.
Pengertian Energi potensial
Tahukah kamu, apa energi potensial itu? Coba kamu tarik karet gelang, kemudian kamu lepaskan. Apa yang terjadi? Karet gelang jika ditarik, kemudian dilepas maka karet tersebut akan kembali ke bentuk atau posisi semula. Hal ini terjadi karena karet gelang memiliki energi potensial. Energi potensial pada benda adalah energi yang dimiliki oleh benda karena kondisinya (tempatnya).Energi potensial yang disebabkan adanya gravitasi bumi disebut energi potensial gravitasi. Sebuah benda yang berada pada ketinggian tertentu terhadap bumi akan dipengaruhi oleh percepatan gravitasi bumi (g) sehingga benda itu mempunyai berat. Gaya berat ini yang mampu melakukan usaha, yaitu menggerakkan benda ke bumi.
Misalnya, berat benda w mempunyai massa m kg berada pada ketinggian h meter terhadap bumi. Berat benda, w = m×g. Usaha yang dilakukan benda, W = F × s. Dalam hal ini, F = w (berat benda) dan s = h (tinggi benda) sehingga W = w × h atau W = m × g× h.
Karena besarnya energi sama dengan usaha yang dilakukan maka energi potensial benda dirumuskan sebagai berikut.
Ep = m g hKeterangan:
Ep = energi potensial (J)
m = massa (kg)
h = tinggi benda (m)
g = percepatan gravitasi (m/s2)
Jadi, energi potensial sebanding dengan massa benda, tinggi benda, dan percepatan gravitasi di tempat itu.
Contoh Soal Energi Potensial
Sebuah lukisan yang massanya 2 kilogram tergantung di dinding setinggi 3 meter. Jika percepatan gravitasi bumi 10 m/s2, berapa energi potensial yang dimiliki lukisan itu?Pembahasan
Diketahui:
m = 2 kg
h = 3 m
g = 10 m/s2
Ditanya:
Ep = ...?
Jawab:
Ep = m g h
= 2 kg×10 m/s2 ×3 m
= 60 kg m2/s2
= 60 Joule
Jadi, energi potensial yang dimiliki lukisan itu sebesar 60 Joule.
Contoh energi potensial lainnya adalah energi potensial pegas, seperti energi yang terdapat pada anak panah yang terpasang di busurnya dan siap diluncurkan, batu yang siap dilepaskan dengan katapel, dan per yang ditekan atau ditarik.
 |
| Gambar: Contoh Benda yang memiliki Energi Potensial Pegas |
Penjepit Kertas yang Merapikan
Siapkan sebuah penjepit kertas dan beberapa lembar kertas HVS. Susun lembaranlembaran kertas HVS itu dengan baik.
Dengan tangan kananmu, tekan penjepit kertas dan jepit salah satu sisi kertas-kertas yang sudah tersusun itu. Pada saat ditekan, adakah energi potensial pada penjepit kertas tersebut? Dapatkah kamu membuktikannya?
Baca juga: Bunyi Hukum Kekekalan Energi