A. PENGERTIAN DAN TEORI HUKUM KEKEKALAN ENERGI
Hukum Kekekalan Energi yaitu aturan yang menyatakan bahwa energi itu infinit (tetap), artinya energi tidak sanggup dimusnahkan ataupun diciptakan, energi hanya sanggup diubah dari satu bentuk energi ke bentuk yang lain. Penemu dari Hukum Kekekalan Energi yaitu James Prescott Joule, yaitu seorang ilmuan dari Inggris yang lahir pada tanggal 24 Desember 1818 dan meninggal pada tanggal 11 Oktober 1889. Ketika itu Hukum Kekekalan Energi merupakan aturan pertama dalam termodinamika. Berdasarkan aturan ini, terdapat 3 bentuk energi yaitu Energi Mekanik, Energi Kinetik dan Energi Potensial.
B. BUNYI HUKUM KEKEKALAN ENERGI
C. BESARAN – BESARAN PADA HUKUM KEKEKALAN ENERGI
1. Massa (m)
Massa yaitu salah satu besaran dalam fisika yang menggambarkan jumlah materi dalam suatu objek. Massa didapatkan dari jumlah kombinasi total atom, kecepatan atom, dan jenis atom penyusun suatu objek. Dalam penggunaannya, massa sering disamakan dengan berat, tetapi secara ilmiah keduanya berbeda, berat yaitu nilai yang didapatkan oleh interaksi massa dengan medan gravitasi setempat. Artinya berat benda sanggup berubah-ubah sesuai gravitasinya, tetapi massa benda akan tetap dimanapun benda itu berada. Satuan Internasional untuk massa yaitu kilogram (kg). Simbol yang digunakan untuk melambangkan massa yaitu m (huruf kecil).
2. Kecepatan (v)
Kecepatan yaitu salah satu besaran dalam fisika yang mengatakan seberapa cepat sebuah benda berpindah dari suatu daerah ke daerah lainnya. Satuan internasional yang digunakan untuk kecepatan yaitu meter per sekon (m/s), tetapi dalam kehidupan sehari-hari di Indonesia, niscaya kita lebih sering menggunakan satuan kilometer per jam (km/jam), sedangkan di amerika lebih sering digunakan mil per ja, (mil/jam). Kecepatan sanggup diperoleh dari perkalian antara jarak yang ditempuh dengan waktu tempuh. Simbol dari kecepatan yaitu v (huruf kecil).
3. Percepatan Gravitasi (g)
Percepatan Gravitasi yaitu percepatan yang diperoleh dari perubahan kecepatan benda akhir adanya gaya gravitasi atau gaya tarik menarik antara benda-benda yang mempunyai massa. Dalam Sistem Satuan Internasional, satuan dari percepatan gravitasi yaitu m/s2. Nilai yang biasa digunakan untuk percepatan gravitasi bumi standar yaitu 9,8 m/s2 atau dibulatkan menjadi 10 m/s2.
4. Ketinggian (h)
Ketinggian yaitu posisi benda dari permukaan. Pada prinsipnya ketinggian sama dengan jarak, bedanya jarak dihitung secara horizontal, sedangkan ketinggian dihitung secara vertikal. Satuan Internasional untuk ketinggian yaitu meter (m). Simbol yang digunakan untuk melambangkan ketinggian yaitu h (huruf kecil)
C. BENTUK ENERGI DAN RUMUSNYA DALAM HUKUM KEKEKALAN ENERGI
1. Energi Kinetik
Energi kinetik merupakan perjuangan yang diharapkan untuk menggerakkan sebuah benda dengan massa tertentu dari keadaan membisu sampai mencapai kecepatan tertentu. Jadi, Energi Kinetik yaitu energi yang dimiliki sebuah benda sebab pergerakannya. Kata “kinetik” itu sendiri berasal dari bahasa Yunani, yaitu “kinesis” yang artinya gerak. Secara umum terdapat dua jenis energi kinetik, yaitu :
- Energi Kinetik Translasi, yaitu energi yang dimiliki oleh benda yang mengalami gerak lurus (lintasannya berupa garis lurus).
- Energi Kinetik Rotasi, yaitu energi yang dimiliki oleh benda yang berotasi (lintasannya berupa lingkaran).
RUMUS ENERGI KINETIK |
2. Energi Potensial
Energi Potensial yaitu energi yang dimiliki benda sebab posisi (ketinggian) benda tersebut. Ada beberapa hal yang mensugesti energi potensial dari sebuah benda, tetapi tiga hal yang paling utama yaitu massa benda tersebut, gaya gravitasi dan ketinggian benda tersebut.
3. Energi Mekanik
Energi mekanik yaitu energi yang bekerjasama dengan gerak dan posisi dari sebuah benda. Oleh sebab itu energi mekanik merupakan energi yang didapatkan dari penjumlahan energi kinetik dan energi potensial dalam melaksanakan suatu usaha. Contoh energi mekanik yaitu ketika kita memukul paku dengan sebuah palu, nah palu itu akan kita angkat sehingga posisinya lebih tinggi (energi potensial), lalu kita gerakan ke arah paku dengan kecepatan tertentu (energi kinetik), lalu ketika paku dan palu bersentuhan, paku akan terdorong (energi mekanik) dan tujuan kita tercapai.
D.CONTOH SOAL DAN PEMBAHASAN HUKUM KEKEKALAN ENERGI
Sebuah benda jatuh bebas dari ketinggian 20 m. Jika percepatan gravitasi bumi yaitu 10 m/s2. Berapa kecepatan benda ketika berada pada ketinggian 15 m ?
Pembahasan :
Diketahui :
h1 = 20 m
h2 = 15 m
v1 = 0 (karena benda jatuh bebas, bukan dilempar)
g = 10 m/s2
Ditanya
v2 ?
Jawab
Em1 = Em2
Ek1 + Ep1 = Ek2 + Ep2
(½ m.v12 + m.g.h1) = (½ m.v22 + m.g.h2)
(1/2m.02 + m.10.20) = (1/2m.v22 + m.10.15)
Karena massa (m) benda sama, maka m sanggup dicoret satu sama lain, sehingga
(½.02 + 10.20) = (1/2.v22 + 10.15)
200 = ½ v22 + 150
½ v22 = 200 – 150
½ v22 = 50
v22 = 50 x 2
v22 = 100
v2 = 10