Energi dibutuhkan oleh kita untuk melakukan aktivitas, tanpanya kita tidak bisa melakukan aktivitas apapun. Ketika belajar fisika tentang energi sobat akan menjumpai sifat unik dari energi. Yang namanya energi itu tidak dapat diciptakan dan juga tidak dapat dimusnahkan. Inilah yang kemudian kita kenal dengan nama Hukum Kekekalan Engeri atau kalau dalam bahasa Inggris disebut Coservation Laws of Energy. Seperti apa penjelasan lengkapnya? simak rangkuman berikut.
Coba sobat amati gambar di atas, tampak dua buah batu bata dengan massa yang sama dihubngkan dengan sebuah tali melalui katrol (baca : apa itu katrol?). Dari ilustrasi di atas, dengan mengabaikan energi kinetik, saat batu bata A berada pada ketinggian h dan batu bata B menempel dilantai maka batu bata A memiliki energi potensial sebesar Ep (m.g.h), sedangkan bata B memiliki energi potensial nol (h=0). Jika kemudian sobat turunkan batu bata A dan, batu bata B akan naik. Pada posisi tersebut batu bata B akan memiliki energi potensial sebesar Ep dan Energi potensial batu bata A terhadap lantai adalah nol. Jadi kita bisa mengatakan energi potensial A tidak hilang melainkan berpindah menjadi energi potensial milik B.
Berdasarkan contoh tersebut kita dapa mennympulkan agar sebuah benda dapat melakukan kerja maka diperlukan energi. Ketika benda tersebut melakukan kerja terus menerus maka ia memerlukan pasokan energi yang terus menerus juga. Misal ada sebuah truk yang bisa bergerak jika ada bahan bakar fosil. Energi kinetik dari gerakan roda truk berasal dari energi kimia dari bahan bakar. Selama ini tidak pernah ditemukan satu alat atau benda yang menghasilkan energi tanpa danya pasokan energi sebelumnya. Dengan demikian energi tersebut kekal tidak pernah hilang hanya berubah ke bentuk energi yang lain.
Bunyi Hukum Kekekalan Energi
| “Energi tidak dapat diciptakan dan tidak dapat dimusnahkan, ia hanya dapat diubah ke bentuk energi yang lain.” |
Untuk lebih memahami kekekalan energi, kita akan ambil contoh energi mekanik dari sebuah benda jatuh. Energi mekanik terdiri dari energi kinetik dan energi potensial. Ketika benda tidak mendapat tambahan energi dari luar maka jumlahnya akan selalu tetap. Coba sobat perhatikan ilustrasi benda jatuh di bawah ini.
Sebuah benda bermassa dijatuhkan dari ketinggian h (dari titik A ke titik B).
Di titik A
– energi potensial ada sedangkan energi kintiknya nol karena benda tidak bergerak.
– energi mekaniknya akan sama dengan energi potensialnya.
Ema = Epa + Eka
Ema = Epa + 0
Ema = Epa
Di titik B
– benda mempunyai ketinggian x dan kecepatan v
– energi kinetiknya akan sama dengan jumlah energi potensial dan energi kinetiknya
Emb = Epb + Ekb
Di titik C (sesaat sebelum menumbuk tanah)
– energi potensial sama dengan nol (h = 0)
– energi mekaniknya sama dengan energi kinetiknya
Emc = Epc + Ekc
Ema = 0 + Ekc
Ema = Ekc
Contoh Soal
Sebuah kelapa dengan massa 4 kg tergantung di pohonnya dengan ketinggian 6 m. Jika diketahui percepatan gravitasi bumi 10 m/s2, coba tentukan
a. Energi potensial, nergi kinetik dan energi mekanik pada saat buah kelap tersebut masih tergantung di phononnya.
b. Ep, Ek, dan Em ketika buah kelapa jatu pada posisi ketinggian dari tanah 3 m.
Jawab.
Diketahui
m = 4 kg
h = 6 m
x = 3 m
g = 10
Ditanyakan
a. Ep, Ek, Em h = 6 m
b. Ep, Ek, Em x = 3m
Jawab
a. Ep = m.g.h = 4 . 10 . 6 = 240 Joule
Ek = 0 Joule
Em = Ep = 240 Joule
b. Ep = m.g.x = 4. 10 . 3 = 120 Joule
Ek = Em – Ep
Ek = 200 – 120 = 120 Joule
Energi adalah sesuatu yang kekal karena ia tidak bisa dicipatakan dan tidak bisa dimusnahkan. Sifat inilah yang kemudian dibakukan dalam sebuah hukum kekekalan energi. Jika sobat ada pertanyaan jangan ragu-ragu menuliskannya di kolom komentar atau di halaman tanya jawab.