Memahami Hukum Kekekalan Energi Dengan Penjelasan Sederhana

Memahami Hukum Kekekalan Energi Dengan Penjelasan Sederhana

Hukum Kekekalan EnergiKekal artinya tetap atau tidak berubah. Jadi hukum kekekalan energi menyatakan energi itu kekal (tetap). Energi tidak dapat diciptakan dan tidak dapat dimusnahkan, namun bisa bisa berubah dari satu bentuk ke bentuk lainnya. Sebelum membahas lebih jauh mengenai hukum kekekalan energi, apa sih yang dimaksud energi?

Energi merupakan kemampuan untuk melakukan kerja atau usaha. Energi dapat berupa energi kinetik, energi potensial, Energi panas, dan lainnya. Bentuk energi tersebut bisa berubah, tapi total besarnya atau kuantitas energi pada suatu sistem akan tetap sama. Besarnya energi diukur dengan satuan joule, mengacu pada penemu hukum kekekalan energi yang bernama James Prescott Joule.

Contoh hukum kekekaln energi terjadi pada setrika, dimana terjadi perubahan dari energi listrik menjadi panas. Contoh lainnya adalah prinsip konversi energi listrik yang berasal dari air, seperti yang terjadi pada PLTA (Pembangkit Listrik Tenaga Air).

Energi potensial air yang jatuh dari tempat yang lebih tinggi dirubah menjadi energi kinetik. Kemudian energi kinetik yang dihasilkan tersebut digunakan untuk memutar turbin, hingga akhirnya menghasilkan listrik. Pada proses ini, energi berubah dari energi potensial menjadi energi listrik, tapi total besarnya energi tetap sama.

jenis hukum kekekalan energi

Macam-Macam Bentuk Energi

 untuk mempermudah penjelasan, berikut ini beberapa bentuk energi yang ada pada sebuah sistem mekanik dimana di dalamnya terdapat energi potensial, energi kinetik, dan energi mekanik. 

  1. Energi potensial

Energi potensial adalah energi yang dimiliki suatu benda karena posisi ketinggian benda tersebut. Contoh sederhana dari energi potensial adalah buah jambu yang bergelantung pada di atas pohon memiliki energi potensial.

Tapi kalau buah jambu itu jatuh, energi potensial akan berubah menjadi energi kinetik. Ada 3 faktor utama yang mempengaruhi energi potensial suatu benda yaitu massa benda, gaya gravitasi, dan ketinggian benda tersebut.

 

Rumus Energi Potensial

 Ep = m.g.h

 

Ep = Energi potensial dengan satuan Joule (J)

m = Massa benda dengan satuan kilogram (kg)

G = Percepatan gravitasi dengan satuan m/s2

h = Ketinggian dengan satuan meter (m)

  1. Energi kinetik

Energi kinetik adalah energi yang dimiliki suatu benda karena gerakannya atau bisa didefinisikan juga sebagai besarnya usaha yang dibutuhkan untuk menggerakkan suatu benda dari keadaan diam hingga mencapai kecepatan tertentu.

Contoh sederhana dari energi kinetik dalam kehidupan sehari-hari misalnya pensil yang jatuh dari atas meja, manusia berjalan, dan lain sebagainya. Besarnya energi kinetik tergantung pada massa benda dan kuadrat kecepatan benda tersebut.

 

Rumus Energi Kinetik

 EK = 1/2.m.v2

 

Ek = Energi kinetik dengan satuan Joule (J)

m = Massa benda dengan satuan kilogram (kg)

v = Kecepatan benda dengan satuan meter/second (m/s)

 

  1. Energi mekanik

Energi mekanik adalah energi yang berhubungan dengan gerak dan posisi suatu benda atau bisa juga dikatakan sebagai penjumlahan energi kinetik dan energi potensial dalam melakukan usaha. Contoh

Rumus Energi Mekanik

 

Em = EP + Ek

Em = m.g.h + 1/2.m.v2  

 

Dan

Em1 = Em2

EP1 + EK1 = EP2 + EK2

m.g.h1 + 1/2.m.v1=  m.g.h2 + 1/2.m.v22

 

 Em = Energi mekanik dengan satuan Joule (J)

Ep = Energi potensial dengan satuan Joule (J)

Ek = Energi kinetik dengan satuan Joule (J)

contoh hukum kekekalan energi

Contoh Soal Hukum Kekekalan Energi

  1. Sebuah benda dengan massa 3 kg berada pada ketinggian 20 m di atas tanah. Benda yang mulanya diam dijatuhkan hingga mencapai tanah. Jika gravitasi bumi 10 m/s2, berapa energi kinetik benda saat berada pada ketinggian 5 m?

Diketahui =

m = 3 kg

h1 = 20 m

h2 = 5 m

v1 = 0 m/s (karena benda diam ketika berada pada titik tertingginya)

Ditanya = Ek2 ?

Jawab

Em1 = Em2

EP1 + EK1 = EP2 + EK2

m.g.h1 + 1/2.m.v12 = m.g.h2 + Ek2

(3 . 10 . 20) + (1/2 . 3 . 0) = (3 . 10 . 5) + Ek2

600 = 150 + Ek2

Ek2 = 450 J

 

  1. Sebuah benda jatuh dari ketinggian 40 m. Jika percepatan gravitasi bumi di tempat tersebut 10 m/s2, berapa kecepatan benda saat berada pada ketinggian 20 m?

 

Diketahui =

h1 = 40 m

h2 = 20 m

v1 = 0 m/s (karena benda diam ketika berada pada titik tertingginya)

 

Ditanya = v2 ?

Jawab

Em1 = Em2

m.g.h1 + 1/2.m.v12 = m.g.h2 + 1/2.m.v22

(m . 10 . 40) + (1/2 . m . 0) = (m . 10 . 20) + (1/2 . m . v22), karena massa benda (m) sama semua, maka m bisa dihilangkan, sehingga

(10 . 40 + 0) = (10 . 20 + 1/2 . v22)

400 = 200 + 1/2 . v22

200 = 1/2 . v22

v22 = 400

v2 = 20 m/s

Nah teman-teman semua, itulah tadi penjelasan singkat mengenai hukum kekekalan energi dan contoh soal sederhana. Sudah mulai paham kan? Agar bisa memahami lebih dalam, terus menambah pengetahuan dan berlatih soal ya!!

 

Comments are closed.