Kerja dan Energi

                                                                Energi dan Kerja

      A.     Energi

Energi adalah suatu kuantitas yang kekal, dapat berubah bentuk, dan dapat pindah dari satu sistem ke sistem yang lain, akan tetapi jumlah keseluruhannya adalah tetap. Energi tidak dapat dibentuk dari nol dan juga tidak dapat dimusnahkan. Kita hanya dapat merubah bentuk energi atau memindahkan energi.

·           Energi sering kali disebut tenaga

·           Energi dalam kehidupan sehari-hari diartikan dengan kata gerak

·           Energi dalam fisika diartikan sebagai kemampuan melakukan kerja

      B.      Kerja

Di dalam kehidupan sehari-hari, seorang yang sedang belajar atau membaca dapat dikatakan sedang melakukan kerja. Tetapi di dalam ilmu fisika, penegertian kerja tidak sesederhana tersebut. kerja menurut ilmu fisika harus dikaitkan dengan adanya perpindahan, sehingga kerja dapat didefinisikan sebagai berikut :

Besar kerja yang dilakukan oleh sebuah gaya luar yang yang bekerja pada suatu benda sama dengan perkalian anatara gaya(F) tersebut dengan perpindahannya (d).

      C.     Macam-macam energi

1.      Energi kinetik

Energi kinetik adalah energi yang dimiliki oleh setiap benda yang diam. Syarat benda memiliki energi kinetik adalah benda tersebut memiliki masa dan benda dalam keadaan bergerak atau memiliki kecepatan. Kecepatan disini adalah kecepatan rata-rata atau kecepatan yang konstan.

Rumus energi kinetik :

Keterangan : E_k = energi kinetik (J)

                       m = massa (kg)

                        v  = kecepatan (m²)

Contoh energi kinetik dalam kehidupan sehari-hari :

o   Pak mono mengendarai sepeda motor dengan kelajuan konstan 40 km/jam

o   Bola menggelinding di tanah dengan kecepatan 3 m/s

o   Pak budi mendorong gerobak dengan kecepatan 0,5 m/s

·   Hubungan antara perubahan energi kinetik dengan usaha adalah :

                 Contoh soal                1. Andi mengendarai sepeda ontel dengan kecepatan 2 m/s. Jika massa andi 10kg. Berapakah energi kinetiknya?

   

        Pembahasan :

        
        Diketahui : v = 2 m/s

             m = 10 kg                                                                                                                    Ditanya : E_k.....?

  Dijawab :    

             

2.    Energi potensial

                             Jika energi kinetik menyatakan kemampuan melakukan kerja karena geraknya, maka energi potensial menyatakan kemampuannya melakukan kerja karena posisi atau letak benda. Energi potensial adalah hanya dapat dihubungkan dengan beberapa macam gaya tertentu yang disebut gaya konservatif.

Rumus energi potensial :

Keterangan : E_p = Energi potensial (J)

                        h  = ketinggian benda (m)

                        g  = percepatan gravitasi bumi (9,8 m/s²)

                        m = massa (kg)

Contoh soal :

1.      Sebuah bola yang memiliki massa 5 kg, terletak di atas almari dengan ketinggian 2 m. Berapakah energi potensial bola (percepatan gravitasi bumi = 10 m/s² )

Pembahasan :

Diketahui : m = 5 kg

                    h  = 2 m

                     g  = 910 m/s²

Ditanya : E_p ...?

Dijawab : E_p = m.g.h

                      = 5.2.10

                      = 100 joule

·         Hubungan antara perubahan energi potensial dengan usaha adalah :

D.     Hukum kekekalan Energi Mekanik

       Pernyataan umum hukum kekekalan energi mekanik total adalah : “energi mekanik total benda, yaitu jumlah energi kinetik dan energi potensial benda tetap”, ciri khas dari gaya konservatif adalah bahwa kerja yang dilakukan oleh gaya dalam geraknya pada suatu lintasan sembarang yang tertutup sama dengan nol.

Jika diantara gaya-gaya yang bekerja pada benda ada yang bersifat tak konservatif, dalam hal ini energi mekanik benda yaitu jumlah energi kinetik dan energi potensial benda tidaklah kekal, akan tetapi energi total benda tetap kekal.

Hukum kekekalan energi dapat dirumuskan sebagai : E_m1 = E_m2

Contoh soal

1. Seorang anak meluncur menunggangi “lori” (papan beroda) dari atas sebuah bukit. Bila ketinggian bukit h = 45 m dan percepatan gravitasi ditempa itu g = 10 m/s², tentukan kecepatan lori di dasar bukit itu !

       Pembahsan :

       Diketahui : V_A = 0

                           h_A = 45 m

                            g  = 10 m/s²

                            h_b = 0

        Ditanya : V_B...?

        Dijawab : 

         Dari hukum kekekalan energi mekanik diperoleh :

Sumber

https://lachigau.wordpress.com/2009/03/02/kerja-dan-energi/

http://fismath.com/rumus-energi-kinetik-dan-contoh-soal-energi-kinetik/

Soebyakto.2016.Fisika Terapan 1.Tegal:Badan Penerbit Universitas Pancasakti Tegal