Pengertian Energi Lengkap dan Ringkas IPA

A.   PENGERTIAN ENERGI

Ketika kamu berolah raga, misalnya main basket, kamu mengeluarkan tenaga untuk berlari dan memainkan bola. Otot-otot tubuhmu mengubah energi kimia yang diperoleh dari makanan menjadi energi otot yang digunakan untuk bergerak. Berapa lama kamu dapat bertahan main basket? Tentu ada batasnya bukan? Kamu tidak mungkin dapat bermain basket terus-menerus tanpa istirahat. Kamu pasti lelah. Otot-otot tubuhmu tidak lagi dapat memberikan energi untuk bergerak. Pada saat itu kamu membutuhkan istirahat, makan dan minum untuk mengganti energi dalam tubuhmu.

Dalam ilmu fisika, energi didefinisikan sebagai suatu kemampuan untuk melakukan kerja, atau usaha. Energi merupakan suatu besaran turunan yang menurut SI satuan energi adalah Joule (J). Satuan energi yang lain adalah erg dan kalori (kal)

A.   BENTUK-BENTUKENERGI

1.    Energi panas (kalor), yaitu energi yang timbul dari energi kinetik suatu benda.

2.    Energi listrik, yaitu energi yang terdapat dalam arus listrik. Alat-alat yang menghasilkan arus listrik antara lain aki, baterai dan generator.

3.    Energi bunyi, yaitu energi yang dihasilkan oleh benda-benda yang bergetar.

4.    Energi cahaya, yaitu energi yang dihasilkan oleh benda-benda yang menghasilkan cahaya, misalnya cahaya matahari, lampu dan api.

5.    Energi nuklir, yaitu energi yang dihasilkan oleh bahan-bahan radioaktif.

6.    Energi kimia, yaitu energi yang diperoleh dari hasil pembakaran. Energi kimia terdapat dalam bahan makanan, bahan bakar seperti bensin, minyak tanah, solar, kayu dan lain-lain.

7.    Energi mekanik, yaitu energi yang terdiri dari energi potensial dan energi kinetik.

8.    Energi kinetik, yaitu energi yang dimiliki suatu benda yang bergerak.

9.    Energi potensial, yaitu energi yang dimiliki oleh suatu benda karena kedudukannya.

B.   PERUBAHAN ENERGI

Energi dapat berubah dari satu bentuk energi ke bentuk energi yang lain. Selama terjadi perubahan bentuk energi tidak ada energi yang hilang. Sifat tersebut dikenal dengan HUKUM KEKEKALAN ENERGI yang berbunyi: " energi tidak dapat diciptakan dan tidak dapat dimusnahkan, hanya dapat berubah dari satu bentuk energi ke bentuk energi lain".

Berikut mi beberapa contoh perubahan bentuk energi :

1.  Energi listrik menjadi kalor

Misalnya : setrika listrik, kompor listrik, magic jar, solder listrik, dan lain-lain.

2.  Energi listrik menjadi energi cahaya

Misalnya : bolam / lampu listrik, lampu neon, dan lain-lain.

3.  Energi listrik menjadi enegi gerak

Misalnya : kipas angin, motor listrik, bor listrik, gergaji listrik dan lain-lain.

4.  Energi gerak menjadi energi bunyi

Misalnya : gitar yang dipetik, biola yang digesek, kentongan yang dipukul dan lain-lain.

5.  Energi gerak menjadi energi panas

Misalnya : dua batu yang digesekkan akan timbul percik api, besi yang dibor menjadi panas, kayu digergaji menjadi panas dan lain-lain.

6.  Energi listrik menjadi energi kimia

Misalnya: pengisian aki.

7.  Energi kimia menjadi energi listrik

Misanya: aki, batu baterai yang digunakan dan lain-lain.

8.  Energi gerak menjadi energi listrik

Misalnya :dynamo sepeda dan lain-lain.

C.   PEMANFAATAN ENERGI DALAM KEHIDUPAN SEHARI-HARI

Sumber energi yang paling utama adalah matahari. Sebagian besar sumber energi yang kita gunakan adalah berasal dari BBM seperti minyak tanah, solar, bensin dan gas alam. Selain matahari kita mengenal sumber energi lain yang dikelompokkan menjadi 2, yaitu :

 1.   Sumber energi yang dapat diperbaharui, yaitu sumber energi yang akan habis jika tidak dikelola dengan baik.

Contoh : air, tanah, hutan, dan sumber energi hewani.

 2.   Sumber energi yang tidak dapat diperbaharui, yaitu sumber energi yang bisa habis apabila di  eksploitasi secara terus-menerus

Contoh : gas alam, minyak bumi, panas bumi dan batu bara.

Untuk mengatasi agar kita tidak kehabisan sumber energi maka dilakukan upaya sebagai berikut:

1.  Konservasi, yaitu menggunakan energi secara efisien dan rasional.

2.  Intensifikasi, yaitu meningkatkan atau mengembangkan sumber energi.

3.  Diversifikasi, yaitu upaya penganekaragaman sumber energi untuk mengurangi ketergantungan terhadap minyak bumi.

Sumber energi BBM dan gaas bumi termasuk energi yang tidak dapat diperbaharui. Sebelum BBM dan gas bumi habis, diharapkan sudah ada sumber energi pengganti. Adapun sumber energi pengganti yang dapat dimanfaatkan antara lain :

a.   Energi matahari

b.  Energi pasang surut air laut

c.   Energi air terjun

d.   Energi batu bara

e.   Energi nuklir

f.    Energi konversi panas samudra (OTEC : Ocean Thermal Energy Conversion)

g.   Energi panas bumi

h.   Energi air

i.    Energi angin

j.    Energi biomassa/biogas

E.   ENERGI MEKANIK

Energi mekanik terdiri dari energi potensial dan energi kinetic.

1.   Energi Potensial

Energi potensial adalah energi yang dimiliki benda karena posisinya terhadap suatu acuan. Energi potensial dibedakan menjadi 2, yaitu :

a.    Energi potensial pegas,

yaitu energi yang dimiliki suatu benda karena mendapatkan regangan atau tekanan. Contoh : ketapel atau karet yang ditarik.

b.   Energi potensial gravitasi,

yaitu energi yang dimiliki suatu benda karena benda berada pada suatu ketinggian. Semakin tinggi suatu benda semakin besar pula energi potensial yang dimiliki benda tersebut.

Contoh soal :

Seorang pemanjat tebing bermassa 60 kg berada di ketinggian 100 m dari tanah. Berapa energi potensial yang dimiliki pemanjat tebing tersebut? (g = 10 m/s²).

Diketahui        :   m   =  60 kg

                        h    = 100 m

                        g    =  10 m/s²

Ditanya           :   Ep  =  ...?

Jawab            :   Ep  =  m . g. h

                              =  60 kg. 10 m/s². 100 m

                              =  60.000 Joule

2.   Energi Kinetik

Energi kinetik adalah energi yang dimiliki benda karena benda tersebut bergerak. Jika benda dengan massa m dan bergerak dengan kecepatan v, maka besar energi kinetik dirumuskan :

E_k = ½ . m . v²

  Dengan :

m = massa benda (kg)

v  = kecepatan benda (m/s)

E_k = energi kinetik (Joule)

Dari persamaan diatas, dapat disimpulkan :

a.    Semakin cepat benda bergerak, energi kinetiknya semakin besar.

b.    Semakin besar massa benda, energi kinetiknya semakin besar.

c.    Benda diam, energi kinetiknya sama dengan nol

Contoh :

Sebuah benda yang massanya 0,1 kg bergerak dengan kecepatan 100 m/s . Berapa energi kinetik yang dimiliki benda tersebut?

Diketahui         :   m   =  0,1 kg

                         V      =  100 m/s

Ditanya           :   Ek  = ...?

Jawab            :   Ek  = ½.m.v²

                              =  ½. 0,1 kg. (100 m/s)²

                              =  500 Joule

1.   Energi Mekanik

•   Energi mekanik yaitu energi yang dimiliki benda karena gerak maupun kedudukan.

• Jika benda bergerak dan berada pada ketinggian tertentu, maka energi mekaniknya merupakan gabungan energi potensial dan energi kinetik.

•   Secara sistematis energi mekanik dirumuskan : 

Em = Ep + Ek

•   Jika benda diam pada ketinggian tertentu, maka energi mekaniknya sama dengan energi potensinya, karena energi kinetik sama dengan nol (Em = Ep)

•   Energi potensial dan energi kinetik pada benda yang bergerak ketika benda dijatuhkan dari suatu ketinggian, energi potensial tersebut berubah menjadi energi kinetik. Semakin bergerak ke bawah, energi potensialnya semakin berkurang dan energi kinetiknya semakin bertambah. Hal ini dikarenakan semakin bergerak ke awah, ketinggian benda tersebut dari lantai semakin kecil (Ep berkurang) dan kelajuannya semakin besar (bertambah). Pada ketinggian tertentu, benda akan mempunyai Ep = Ek. Pada akhirnya, benda tersebut jatuh ke lantai saat itu, energi yang dimiliki batu seluruhnya merupakan energi kinetik.

•   Perhatikan gambar di bawah ini :

Dengan menggunakan hukum kekekalan energi mekanik, kita dapat menghitung kecepatan benda saat mencapai tanah apabila jatuh dari ketinggian tertentu, yaitu :

1)  Saat benda diam pada ketinggian tertentu : Em = Ep ® Em = m.g.h

2)  Saat benda jatuh dan menyentuh tanah, Ep berubah menjadi energi mekanik sehingga Em = Ek yang dirumuskan :

Em = Ek ® Em = ½ . m. v²

Dari dua persamaan di atas, dapat diturunkan rumus untuk menentukan kecepatan benda saat menyentuh tanah, yaitu :