Pengertian Energi, Jenis, Rumus, Contoh Soal dan Pembahasannya
Gurubagi.com. Energi dibutukan dalam kehidupan sehari-hari agar tubuh kita kita tidak mudah lemas dan terlihat fresh. KIta akan membahas pengertian energi yang juga dibutuhkan untuk beraktivitas sehari-hari.
Pengertian energi di dalam ilmu Fisika, adalah satuan kapasitas untuk melakukan pekerjaan atau usaha. Pada hakikatnya, energi tidak dapat diciptakan dan tidak dapat dimusnahkan, akan tetapi energi dapat diubah dari suatu bentuk energi ke bentuk energi yang lain.
Pengertian lain dari energi, yaitu suatu ukuran kemampuan suatu benda untuk melakukan suatu usaha dan mengalami perubahan. Satuan pengukuran dalam untuk mengukur energi adalah joule (J).
Perubahan ini bisa berupa perubahan posisi, perubahan gerak, perubahan suhu, perubahan wujud zat, bahkan perubahan pada makhluk hidup, seperti tumbuh dan berkembang juga termasuk di dalamnya.
Jenis-jenis Energi
Di dalam ilmu Fisika ada banyak jenis energi. Berikut ini beberapa jenis energi yang sering kita dengar atau temui dalam ilmu fisika.
1. Energi Potensial
Energi potensial adalah energi yang tersimpan dalam suatu benda akibat kedudukan atau posisi benda tersebut.
Energi potensial disebut juga energi diam karena benda yang berada dalam keadaan diam dapat memiliki energi potensial. Energi potensial terbagi menjadi 2, yaitu:
a. Energi Potensial Gravitasi
Energi potensial adalah energi yang dimiliki oleh benda karena posisi (ketinggian) benda tersebut. Energi potensial gravitasi bergantung kepada percepatan gravitasi. Energi potensial gravitasi dapat dirumuskan dengan persamaan:
Ep = m . g . h
Keterangan:
Ep = energi potensial gravitasi (j)
m = massa benda (kg)
g = percepatan gravitasi
h = ketinggian benda (m).
b. Energi Potensial Gravitasi Newton
Energi Potensial Gravitasi Newton adalah energi potensial gravitasi antara dua benda angkasa. Energi ini dirumuskan sebagai berikut:
Ep = -G (M . m/r)
Keterangan:
Ep = energi potensial gravitasi Newton (joule)
M = massa planet (kg)
m = massa benda (kg)
r = jarak benda ke pusat planet (m)
G = tetapan gravitasi universal = 6,673 x 10-11 N.m2/kg2
c. Energi Potensial Elastis
Energi potensial elastis adalah energi yang dimiliki oleh benda-benda yang bersifat elastis. Seperti pegas, pegas tersebut bisa mengalami perubahan bentuk karena adanya tekanan atau tarikan.
Akibat dari tekanan atau tarikan tersebut akan menimbulkan gaya yang akan berusaha untuk mengembalikan bentuk benda tersebut ke bentuk awalnya. Energi potensial elastis dapat dirumuskan dengan persamaan:
Ep = ½ . k . x2
Keterangan :
Ep = energi potensial elastis (J)
k = konstanta benda elastis (N/m)
x = perubahan panjang benda elastis (m)
d. Energi Potensial Kimia
Energi potensial kimia adalah energi yang tersimpan dalam atom dan ikatan kimia antara mereka. Manusia dan binatang dapat beraktivitas karena memiliki energi yang berasal dari makanan yang dimakan.
Makanan yang dimakan tersebut mengandung energi potensial kimia. Nah energi potensial kimia ini dibuah menjadi energi kinetik.
Baca : Daya : Pengertian, Rumus, Satuan, Contoh Soal dan Pembahasannya
2. Energi Kinetik
Energi kinetik merupakan energi yang dimiliki oleh suatu benda karena geraknya atau berpindah tempat. Jadi, setiap benda yang memiliki kecepatan, maka benda tersebut memiliki energi kinetik. Secara matematis energi kinetik dapat diperoleh dengan menggunakan rumus:
Ek = ½ . m . v2
Keterangan :
Ek = energi kinetik (J)
m = massa benda (kg)
v = kecepatan benda (m/s)
3. Energi Mekanik
Energi mekanik adalah energi total yang dimiliki oleh semua benda yang bergerak dengan kecepatan tertentu sekaligus berada pada kedudukan (posisi) tertentu terhadap titik acuannya. Berikut ini rumus energi mekanik.
Em = Ep + Ek
Soal dan Pembahasan
Soal nomor 1
Diketahui sebuah lemari bermassa 10 kg dinaikkan ke lantai 8 sebuah gedung apartemen dengan energi potensial sebesar 2000 Joule. Maka tinggi lantai ke-8 apartemen tersebut adalah? (g = 10 m/s2)
Pembahasan:
h = Ep / m.g
h = 2000 / 10.10
h = 20 meter.
Jadi, tinggi lantai ke-8 apartemen tersebut adalah 20 meter.
Soal nomor 2
Sebutir peluru bermassa 10 gram bergerak dengan kecepatan 100 m/s. Hitung energi kinetik peluru tersebut!
Pembahasan:
Diketahui :
Massa peluru (m) = 10 gram = 10/1000 kilogram = 1/100 kilogram = 0,01 kilogram
Kecepatan peluru (v) = 100 meter/sekon
Ditanya : Energi kinetik peluru?
Jawab :
Energi kinetik peluru dihitung menggunakan rumus energi kinetik :
EK = 1/2 m v2
EK = 1/2 (0,01 kg)(100 m/s)2
EK = 1/2 (0,01 kg)(10.000 m2/s2)
EK = (0,01 kg)(5000 m2/s2)
EK = 50 kg m2/s2
EK = 50 Joule
Soal nomor 3
Bola yang memiliki massa 2 kg dilepaskan dari ketinggian 5 meter. Jika hambatan udara diabaikan, tentukan kecepatan bola sesaat sebelum menyentuh tanah! (Gravitasi = 10 m/s2)
Pembahasan:
Kedudukan ke-1 adalah saat bola di ketinggian 2 m dan kedudukan ke-2 saat bola menyentuh tanah.
EP1 = mgh = (2)(10)(5) = 100 J
EP2 = mgh = 0 J
EK1 = 1/2(m)(v1)2 = 0 J
Jika, EM1 = EM2,
maka:
EP1 + EK1 = EP2 + EK2
100 + 0 = 0 + EK2
EK2 = 100
1/2(m)(v2)2 = 100
1/2(2)(v2)2 = 100
v2 = 10 m/s
Jadi, kecepatan bola tepat sebelum menyentuh tanah adalah 10 m/s.
