Energi mekanik merupakan energi yang dimiliki oleh benda karena gerak dan kedudukannya. Energi mekanik juga dikenal sebagai energi gerak yaitu kekuatan yang mampu menggerakkan suatu benda. Energi mekanik ini terjadi ketika sebuah gaya bekerja pada suatu objek dan menggunakan energi yang dimanfaatkan menjadi sebuah gerakan.

Sifat energi mekanik selalu tetap meskipun energi potensial dan energi kinetiknya terus berubah. Jika energi kinetiknya minimum maka energi potensialnya maksimum dan sebaliknya jika energi potensialnya minimum maka energi kinetiknya maksimum.

Selain itu pengertian energi mekanik juga dikemukakan oleh para ahli salah satunya Arif Alfatah dan Muji Lestari (2009) bahwa energi adalah sesuatu yang dibutuhkan oleh benda agar dapat melakukan usaha. Dalam kenyataannya setiap perubahan diperlukan suatu usaha.

Sehingga usaha juga didefinisikan sebagai kemampuan untuk mempengaruhi perubahan. Selanjutnya Alvin Hadiwono (2007) mengemukakan bahwa energi membahas tentang apapun yang bergerak dan berhubungan dengan ruang dan waktu.

Jenis Energi Mekanik

Sebelumnya sudah diketahui bahwa energi mekanik merupakan total dari energi kinetik dan energi potensial.

Kedua jenis energi mekanik ini masing-masing memiliki sifat dan karakter yang berbeda. Berikut penjelasannya

• Energi Kinetik

Energi kinetik merupakan energi yang dimiliki oleh benda bergerak. Semakin tinggi kecepatan sebuah benda bergerak maka semakin besar juga energi yang dimiliki.

Sebagai contoh dari energi kinetik yaitu saat seseorang mengendarai sepeda. Umumnya energi kinetik bergantung pada besaran massa dan kecepatan. Kedua hal ini yang menjadi dasar dalam rumus energi kinetik.

• Energi Potensial

Energi potensial adalah energi yang dimiliki benda karena kondisi atau kedudukannya. Energi ini memiliki beberapa bentuk yaitu energi potensial elastis yaitu energi yang dimiliki oleh benda – benda yang memiliki sifat elastis seperti pegas, dan karet.

Selanjutnya juga terdapat energi potensial gravitasi yaitu energi yang dipengaruhi oleh adanya gaya gravitasi sebagai contoh saat seseorang melempar bola.

Asas Kekekalan Energi Mekanik

Asas kekekalan energi mekanik merupakan sebuah asas dalam mekanika yang menyatakan bahwa energi itu kekal sehingga tidak dapat berubah sepanjang waktu. Dalam asas ini energi kinetik dan energi potensial akan saling menyempurnakan sehingga jumlah energi mekanik secara keseluruhan tidak berubah dan tetap sama.

Asas kekekalan energi mekanik ini digunakan untuk menganalisa suatu benda berdasarkan gerakannya tanpa dipengaruhi oleh faktor lain diluar benda tersebut. Selain itu energi dapat berpindah ke benda lain melalui suatu gaya yang menyebabkan pergeseran.

Dalam kekekalan energi mekanik terdapat hukum yang berbunyi “Energi tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan, energi hanya dapat diubah bentuk dari bentuk energi satu ke bentuk energi yang lain”.

Hukum ini dikemukakan oleh seorang ahli fisika asal Inggris yaitu James Prescott Joule. Pada dasarnya hukum kekekalan energi ini merupakan suatu hukum fisika yang menyatakan bahwa energi itu kekal dan dapat mengalami perubahan bentuk.

Rumus Energi Mekanik

Sesuai dengan penjelasa sebelumnya bahwa energi mekanik merupakan jumlah total dari energi kinetik dan potensial. Maka rumus energi mekanik dapat dituliskan sebagai berikut

EM = EP + EK

Keterangan :

EM = energi mekanik

EP = energi potensial

EK = energi kinetik

Sedangkan pada energi potensial dan energi kinetik memiliki rumus masing – masing yaitu

EP = m . g . h

EK = ½ . m . v²

Keterangan :

m = massa (kg)

g = percepatan gravitasi (9,8 m/s²)

h = ketinggian (m)

v = kecepatan (m/s)

Berdasarkan penjabaran dari rumus energi potensial dan energi kinetik, maka rumus untuk energi mekanik adalah sebagai berikut

EM = EP + EK

EM = (m . g . h) + (½ . m . v²)

Contoh Soal

Berikut beberapa contoh soal mengenai energi mekanik

• Sebuah kelapa dengan berat 500 gram jatuh dari pohonnya pada ketinggian 10 meter. Jika besar gravitasi adalah 15 m/s², berapa energi mekanik yang ada pada kelapa?

Diketahui :

m = 500 gram (0,5 kg)

h = 10 m

g = 15 m/s²

Ditanya : energi mekanik pada kelapa

Jawab :

Karena benda jatuh tidak diketahui kecepatannya maka diasumsikan bernilai nol

EM = EP + EK

EM = (m . g . h) + EK

EM = (0,5 . 15 . 10) + 0

EM = 75 + 0

EM = 75 joule

• Bola dengan massa 100 gram dilempar secara vertikal dengan kecepatan 30 m/s. Tentukan EP, EK dan EM saat bola berada pada ketinggian 10 meter

Diketahui :

m = 100 gram (0,1 kg)

v = 30 m/s

DItanya :

EP, EK dan EM pada ketinggian 10 meter

Jawab :

EP = m . g . h

EP = 0,1 . 10 . 10

EP = 10 joule

EK = ½ . m . v²

EK = ½ . 0,1 . 30²

EK = 45 joule

EM = EP + EK

EM = 10 + 45

EM = 55 joule

The post Energi Mekanik: Pengertian, Jenis dan Contoh appeared first on HaloEdukasi.com.

Dalam fisika, energi potensial adalah energi yang dimiliki oleh suatu benda atau sistem yang terkait dengan posisi atau kondisi yang dimilikinya. Dengan menggunakan alat ukur energi potensial, para ilmuwan dan teknisi dapat mengukur besarnya energi potensial yang tersimpan dalam suatu benda atau sistem dengan akurat dan efektif.

Alat ukur energi potensial sangat penting dalam banyak aplikasi teknologi dan industri, terutama dalam bidang listrik, elektronik, dan energi alternatif. Dalam bidang listrik, alat ukur energi potensial digunakan untuk mengukur besarnya tegangan dan arus listrik dalam rangkaian listrik.

Sedangkan dalam bidang energi alternatif, alat ukur energi potensial digunakan untuk mengukur besarnya energi yang dihasilkan dari panel surya atau turbin angin.

Alat Ukur Energi Potensial

Berikut beberapa alat ukur energi potensial:

1. Voltmeter : Alat yang digunakan untuk mengukur tegangan listrik dalam suatu rangkaian listrik. Voltmeter dapat berupa digital atau analog, dan memiliki berbagai rentang pengukuran.
2. Ammeter : Alat yang digunakan untuk mengukur arus listrik dalam suatu rangkaian. Ammeter dapat digunakan untuk mengukur arus searah atau bolak-balik, dan memiliki berbagai rentang pengukuran.
3. Ohmmeter : Alat yang digunakan untuk mengukur hambatan listrik dalam suatu rangkaian. Ohmmeter dapat digunakan untuk mengukur hambatan dalam bentuk ohm, kilo ohm, atau megaohm.
4. Wattmeter : Alat yang digunakan untuk mengukur daya listrik yang dihasilkan atau dikonsumsi oleh suatu perangkat atau sistem. Wattmeter tersedia dalam berbagai jenis dan rentang pengukuran.
5. Luxmeter : Alat yang digunakan untuk mengukur intensitas cahaya dalam suatu ruangan atau area tertentu. Luxmeter dapat digunakan untuk mengukur intensitas cahaya dalam satuan lux atau foot candle.
6. Sound level meter : Alat yang digunakan untuk mengukur tingkat kebisingan atau suara dalam suatu area atau lingkungan. Sound level meter dapat digunakan untuk mengukur tingkat suara dalam satuan desibel.
7. Anemometer : Alat yang digunakan untuk mengukur kecepatan dan arah angin dalam suatu area atau lokasi tertentu. Anemometer dapat digunakan untuk mengukur kecepatan angin dalam satuan meter per detik atau kilometer per jam.
8. Thermometer : Alat yang digunakan untuk mengukur suhu dalam suatu lingkungan atau objek. Thermometer dapat berupa termometer raksa, termometer digital, atau termometer inframerah.

Dalam penggunaannya, alat ukur energi potensial harus dilakukan dengan hati-hati dan benar untuk mendapatkan hasil yang akurat dan menghindari kerusakan pada perangkat atau sistem yang diukur.

Jadi, alat ukur energi potensial sangat penting dalam mengukur dan memantau kinerja sistem atau perangkat. Dengan menggunakan alat ini, pengguna dapat mengetahui besarnya energi potensial dan memperbaiki sistem jika diperlukan. Namun, perlu diingat bahwa penggunaan alat ukur energi potensial harus dilakukan dengan hati-hati dan sesuai prosedur untuk menghindari kerusakan pada perangkat atau sistem yang diukur.

The post 8 Alat Ukur Energi Potensial appeared first on HaloEdukasi.com.

Pengertian Energi

Kemampuan yang digunakan dalam melakukan suatu usaha untuk menciptakan perubahan ke bentuk lainnya disebut dengan Energi. Energi dapat ditemukan di mana saja, baik pada benda mati maupun makhluk hidup yang berada disekeliling kita.

Energi memiliki peran penting dalam kehidupan, terutama bagi manusia. Manusia banyak memanfaatkan energi dalam kehidupan sehari-hari. Dalam kesehariannya manusia dan makhluk hidup lainnya dalam keadaan tidur pun masih membutuhkan energi untuk bernafas.

Berjalannya suatu kehidupan sangat dipengaruhi dengan energi yang dimiliki. Energi juga dapat dikatakan sebagai bahan bakar untuk mengubah suatu bentuk ke bentuk lain. Maka, energi sangat berguna dalam meningkatkan produktifitas dari suatu usaha yang dilakukan.

Bentuk-Bentuk Energi dan Contohnya

Energi umumnya dibagi dalam dua bentuk yang disebut dengan energi potensial dan energi kinetik. Kedua energi tersebut memiliki jenis-jenis energi lain di dalamnya. Kali ini kita akan membahas satu per satu mengenai bentuk-bentuk energi beserta contohnya.

Energi Potensial

Energi potensial merupakan energi yang diperoleh suatu materi dikarenakan kedudukannya pada posisi tertentu. Energi potensial dapat dikategorikan dalam beberapa jenis, diantaranya adalah:

1. Energi Potensial Gravitasi

Energi ini terdapat pada suatu benda yang terletak di atas permukaan bumi dan melawan medan gravitasi, semakin tinggi letaknya maka semakin besar energinya. Berikut ini adalah contoh dari energi potensial gravitasi:

• Benda di atas atas meja yang kemudian bergerak ke tanah.
• Air yang dibendung dan terletak di atas pembangkit listrik.
• Seorang anak yang sedang menaiki tangga dan mencapai puncak perosotan.
• Sebuah lift yang tidak sedang berada di lantai dasar.
• Buah yang terjatuh ke tanah dari pohonnya.

2. Energi Potensial Elastisitas

Energi ini terdapat pada suatu benda yang diregangkan, semakin jauh peregangan dan penekannnya maka semakin besar energinya. Berikut ini adalah contoh dari energi potensial elastisitas:

• Ketapel yang ditarik dengan beban batu kemudian dilepaskan.
• Sebuah per yang ditekan kemudian dilepaskan kembali.
• Panah yang direkatkan pada busur kemudian dilepaskan.
• Bola basket yang dijatuhkan ke lantai kemudian memantul ke atas.
• Sebuah trampolin yang sedang digunakan untuk bermain.

3. Energi Kimia

Energi kimia merupakan energi yang terdapat di dalam suatu zat sebagai sumber energi. Energi kimia berpotensi sebagai energi yang dapat mengasilkan bentuk energi lainnya. Berikut ini adalah contoh dari energi kimia:

• Makanan yang kita makan.
• Roket yang terbang menuju luar angkasa.
• Fotosintesis yang dilakukan oleh tumbuhan.
• Bensin yang digunakan untuk menjalankan sebuah motor.
• Api unggun yang sedang menyala.

4. Energi Listrik

Energi listrik merupakan energi yang membawa arus listrik atau muatan listrik dan mudah diubah menjadi energi lain. Energi listrik merupakan energi yang banyak dibutuhkan untuk kehidupan manusia. Berikut ini adalah contoh dari energi listrik:

• Saklar yang digunakan untuk menghubungkan ke alat-alat elektronik.
• Sebuah diesel yang dinyalakan menggunakan solar dan mengalirkan arus listrik.
• Lampu dapat menyala ketika saklar ditekan ke tombol on.

Energi Kinetik

Energi kinetik atau disebut juga dengan energi gerak merupakan energi yang dihasilkan saat suatu materi melakukan pergerakan atau penpindahan. Energi kinetik dikategorikan dalam beberapa jenis, diantaranya adalah:

1. Energi Radiasi

Energi ini memancarkan radiasi terhadap suatu benda, energi ini disebut juga dengan energi energi elektromagnetik.

2. Energi Suara

Energi ini dihasilkan dari adanya suatu getaran berbagai jenis benda. Suara dapat ditemukan karena adanya rambatan, baik di air maupun udara.

3. Energi Panas

Energi ini timbul karena adanya atom dan molekul yang bergerak cepat dan saling bergesekan.

4. Energi mekanik

Energi ini terdapat pada sebuah benda yang memerlukan energi lain dari luar. Energi ini semakin besar ketika usaha yang diberikan oleh energi lain juga semakin meningkat.

Contoh Energi Kinetik

Energi kinetik juga menggerakkan suatu benda untuk menggerakkan benda lainnya. Hal ini dapat ditemukan saat terjadinya energi mekanik. Adapun contoh dari energi kinetik secara umum:

• Bola diatas meja biliar yang didorong dengan menggunakan tongkat.
• Menaiki sepeda dengan mendorong pedalnya menggunakan kaki.
• Seorang anak meluncur dari perosotan.
• Menggesekkan kedua telapak tangan atau dua buah batu.
• Saat mengayuh sepeda, rodanya akan berputar sesuai dengan kecepatan mengayuh yang kita lakukan.

The post Energi: Jenis – Pengertian, Bentuk dan Contohnya appeared first on HaloEdukasi.com.

Adapun energi adalah kemampuan untuk melakukan usaha. Lalu bagaimana pengertian usaha dan energi menurut ilmu fisika? Berikut adalah ulasannya.

Usaha

Pengertian Usaha

Menurut Setya Nurachmandani (2009) usaha dalam fisika diartikan sebagai hasil kali antara besar gaya yang menyebabkan benda berpindah dengan besar perpindahan benda yang searah dengan arah gaya tersebut.

Usaha yang Dilakukan Gaya Searah

Perhatikan gambar berikut.

Usaha yang dilakukan oleh gaya berdasarkan gambar di atas dinyatakan dengan rumus sebagai berikut.

W = F . s

Keterangan:
W = usaha (J)
F = gaya yang beraksi pada benda (N)
s = jarak pergeseran (m).

Usaha yang Dilakukan Gaya Membentuk Sudut Tertentu

Perhatikan gambar berikut.

Usaha yang dilakukan oleh gaya pada gambar di atas dinyatakan dengan rumus sebagai berikut.

W = F s cos θ

Keterangan :
W = usaha (J)
F = gaya yang beraksi pada benda (N), F konstan
s = jarak pergeseran (m)
θ = sudut antara pergeseran dan arah gaya

Contoh Soal dan Pembahasan

1. Sebuah balok 10 kg didorong dari dasar suatu bidang miring yang panjangnya 5 meter dan puncak bidang miring berada 3 m dari tanah. Jika bidang miring dianggap licin, dan percepatan gravitasi bumi = 10 m/s², usaha yang harus dilakukan untuk mendorong balok adalah … 

A. 300 J
B. 1500 J
C. 3500 J
D. 80 J
E. 25 J

Jawaban: A

Pembahasan:

Diketahui :
m = 10 kg
s = 5 m
h = 3 m
g = 10 m/s²

Ditanya : W =

Jawab :

Besar gaya dorong yang harus diberikan pada balok tersebut adalah:

F = w sin θ = mg sin θ 

Usaha yang harus dilakukan untuk mendorong balok pada bidang miring sepanjang 5 meter adalah:

W = F . s
W = (mg sin θ) s
W = (10)(10)(3/5)(5)
W = (10)(10)(3)
W = 300 J

Jadi usaha yang harus dilakukan untuk mendorong balok pada bidang miring sepanjang 5 m adalah 300 J.  

2. Sebuah benda mengalami dua gaya. Gaya pertama sebesar 30 N membentuk sudut 37° dengan sumbu x positif. Jika benda berpindah sejauh 3 m pada arah sumbu x positif. Hitunglah besarnya usaha yang dilakukan gaya tersebut!

Pembahasan:

Diketahui :
F = 30 N
α = 37°
s = 3 m

Ditanya : W = …

Jawab :
W = F cos α s
W = (30)(0,8)(3)
W = 72 J

Jadi, usaha yang dilakukan oleh gaya tersebut adalah sebesar 72 Joule.

3. Sebuah balok bermassa 30 kg ditarik gaya 60 N yang membentuk sudut α = 60° terhadap horisontal.  Pada saat balok dapat bergeser mendatar sejauh 3 meter maka tentukan usaha yang dilakukan gaya tersebut.

Pembahasan:

Diketahui:
F = 60 N
α = 60°
m = 30 kg
s = 3 m

Ditanya : W = …

Jawab :
W = F cos α s
W = (60)(3) cos 60°  
W = (180)½ = 90 Joule

Jadi usaha yang dilakukan gaya tersebut adalah sebesar 90 Joule.

Energi

Pengertian Energi

Energi diartikan sebagai kemampuan untuk melakukan usaha. Terdapat beberapa jenis energi, yaitu energi kinetik dan energi potensial.

Jenis-jenis Energi

1. Energi kinetik

Yang dimaksud dengan energi kinetik adalah energi yang dimiliki oleh benda karena geraknya.

Semakin cepat benda bergerak, maka energi kinetik yang dimiliki akan semakin besar.

Energi kinetik suatu benda bermassa m dan bergerak dengan kecepatan v dirumuskan sebagai berikut.

Keterangan :
Eₖ = energi kinetik (J)
m = massa benda (kg)
v = kecepatan benda (m/s)

Adapun usaha yang dilakukan untuk mengubah kecepatan benda dari v₁ menjadi v₂ sama dengan perubahan energi kinetik yang dialami benda tersebut.

2. Energi potensial

Yang dimaksud dengan energi potensial adalah energi yang dimiliki sebuah benda karena keadaan atau kedudukannya. Misalnya energi air terjun dan energi panas.

Energi potensial juga dapat diartikan sebagai energi yang tersimpan dalam suatu benda dan berpotensi untuk melakukan usaha. Misalnya energi kimia dan energi listrik.

Salah satu bentuk energi potensial adalah energi potensial gravitasi.

Yang dimaksud dengan energi potensial gravitasi adalah energi yang dimiliki suatu benda karena kedudukan ketinggiannya dari benda lain.

Secara matematis, energi potensial gravitasi ditulis sebagai berikut.

Ep = m g h

dengan:
E_p = energi potensial gravitasi ( J)
m = massa benda (kg)
g = percepatan gravitasi (m/s²)
h = ketinggian benda (m)

Contoh Soal dan Pembahasan

1. Sebuah benda massanya 2 kg jatuh bebas dari puncak gedung bertingkat yang tingginya 100 m. Apabila gesekan dengan udara diabaikan dan g = 10/ms² maka usaha yang dilakukan oleh gaya berat hingga benda sampai pada ketinggian 10 m dari tanah adalah …

A. 200 joule
B. 400 joule
C. 600 joule
D. 1600 joule
E. 2400 joule

Jawaban: D

Pembahasan:

Diketahui :
m = 2 kg
h₁ = 100 m
g = 10 m/s²
h₂ = 20 m

Ditanya: W = …

Jawab:

W = ΔEp
W = mg (h₁ – h₂)
W = (2)(10)(100 – 20)
W = (20)(80)
W = 1600 J

Jadi usaha yang dilakukan  oleh gaya berat hingga benda sampai pada ketinggian 10 m dari tanah adalah 1600 J.

2. Sebuah benda yang massanya 1 kg jatuh bebas dari ketinggian 10 m di atas permukaan tanah. Usaha yang dilakukan sampai benda berada 2 m di atas tanah adalah … joule.

A. 20
B. 40
C. 60
D. 80
E. 100

Jawaban: D

Pembahasan:

Diketahui :
m = 1 kg
h₁ = 10 m
g = 10 m/s²
h₂ = 2 m

Ditanya: W = …

Jawab :
W = ΔEp
W = mg (h₁ – h₂)
W = (1)(10)(10-2)
W = 80 J

Jadi usaha yang dilakukan benda adalah 80 joule.

3. Sebuah mobil dengan massa 1 ton bergerak dari keadaan diam. Sesaat kemudian kecepatannya menjadi 5 m/s, maka besar usaha mesin mobil tersebut adalah … joule.  

A. 25.000
B. 12.500
C. 12.000
D. 5.000
E. 2.500

Jawaban: B

Pembahasan:

Diketahui:
m = 1 ton = 1000 kg
v₁ = 0
v₂ = 5 m/s

Ditanya: W = …

Jawab:
W = ΔE_k
W = ½ m (v₂² – v₁²)
W = ½ (1000)(5² – 0²)
W = (500)(25)
W = 12.500 J

Jadi usaha yang dilakukan mesin mobil adalah 12.500 Joule.

Hubungan Usaha dan Energi

Usaha adalah proses transfer energi melalui gaya sehingga benda bergerak. Dengan kata lain, energi yang ditransfer ke sebuah benda ditujukan untuk menggerakkan benda tersebut.

Energi yang ditransfer ini dapat dilakukan dengan memberikan berbagai macam gaya.

Sejumlah energi yang ditransfer oleh sebuah gaya untuk menggerakkan sebuah benda inilah yang disebut dengan usaha.

Itulah hubungan langsung antara usaha dan energi. Dengan demikian, terdapat hubungan yang erat juga antara usaha dengan energi kinetik atau antara usaha dengan energi potensial.

1. Hubungan usaha dengan energi kinetik

Hubungan usaha dengan energi kinetik yang dilakukan oleh gaya dapat dirumuskan sebagai berikut.

Jadi usaha merupakan perubahan energi kinetik akibat perubahan gerak suatu benda.

2. Hubungan usaha dengan energi potensial

Sebuah benda dengan massa sebesar m berada pada kedudukan h₁. Benda tersebut kemudian jatuh hingga tingginya menjadi h₂. Besarnya usaha yang dilakukan pada benda dapat dirumuskan sebagai berikut.

W = F s
W = mg (h₁ - h₂) 
W = mgh₁ - mgh₂ 
W = ΔEp  

Dengan demikian dapat dikatakan bahwa usaha merupakan perubahan energi potensial akibat perubahan kedudukan atau ketinggian benda.

The post Usaha dan Energi: Pengertian – Rumus dan Contoh Soal appeared first on HaloEdukasi.com.