Bagaimana Bunyi Hukum Kekekalan Energi? Rumus dan Contoh Penerapannya
Bagaimana Bunyi Hukum Kekekalan Energi? Rumus dan Contoh Penerapannya – Pada artikel kali ini, Mamikos akan memberikan informasi lengkap seputar hukum kekekalan energi agar kamu lebih memahaminya.
Topik tentang energi adalah salah satu pembahasan yang paling penting dalam dunia fisika.
Nah, pada artikel kali ini Mamikos akan membahas mengenai pengertian kekekalan energi, sifat-sifat, jenis hukum, rumus, beserta contoh penerapannya dalam kehidupan.
Penjelasan tentang Hukum Kekekalan Energi
Daftar Isi
Daftar Isi
Pernahkah kamu memperhatikan benda-benda yang digunakan sehari-hari seperti setrika, kipas angin, kendaraan bermotor, dan sebagainya?
Pada dasarnya penggunaan barang-barang tersebut adalah beberapa contoh implementasi kekekalan energi.
Dalam kehidupan sehari-hari, penerapan kekekalan energi juga sangat beragam dan mudah ditemui.
Pengertian kekekalan energi dalam fisika menyatakan bahwa total energi pada sistem yang terisolasi atau tertutup bersifat konstan. Artinya, jumlah total energi akan tetap sama dan tidak berubah.
Adapun bunyi hukum kekekalan energi adalah energi tidak dapat diciptakan ataupun dimusnahkan oleh manusia.
Akan tetapi, ia bisa berubah dari satu bentuk ke bentuk lainnya. Misalnya perubahan dari energi kimia ke kinetik pada ledakan dinamit.
Sesuai namanya, kekal adalah sifat yang tidak berubah. Dalam hal ini yang dimaksud kekal adalah besarnya atau totalnya pada suatu sistem tertutup. Pencetus hukum ini adalah fisikawan Inggris James Prescott Joule.
Nama Joule sendiri digunakan sebagai satuan energi berdasarkan Satuan Internasional (SI). Adapun kajian seputar perubahan energi dari satu bentuk ke bentuk lain dipelajari dalam ilmu konversi energi.
Mengenal Sifat-Sifat Energi
Berdasarkan bunyi hukum kekekalan energi, kamu mengetahui bahwa ia bersifat kekal, yaitu tidak dapat diciptakan maupun dimusnahkan.
Di samping kekal, terdapat beberapa sifat lain yang perlu kamu ketahui berikut ini.
1. Dapat Diubah (Transformasi)
Salah satu sifat penting energi adalah transformasi. Sifat ini dapat diartikan sebagai kemampuan untuk diubah dari satu bentuk ke bentuk lain. Ada beragam contoh yang membuktikan adanya sifat transformasi ini.
Misalnya perubahan energi dari listrik menjadi panas yang penerapannya bisa kamu jumpai pada penggunaan setrika, hair dryer, hingga kompor listrik.
Contoh lainnya adalah perubahan dari listrik menjadi kinetik seperti pada kipas angin.
3. Dapat Dipindahkan (Transfer)
Selain hukum kekekalan energi, berlaku pula sifatnya yang bisa dipindahkan atau ditransfer.
Penjelasannya, yaitu kemampuan energi, dalam hal ini panas, yang bisa ditransfer dari satu material ke material lainnya.
4. Dapat Berpindah melalui Gaya
Salah satu sifat energi yaitu bisa berpindah ke benda lain akibat adanya suatu gaya.
Dimana gaya ini menyebabkan suatu pergeseran. Pergeseran akibat adanya suatu gaya tersebut juga dinamakan dengan energi mekanik.
5. Bersifat Kekal
Ini adalah sifat energi sesuai rumusan yang dicetuskan oleh James Prescott Joule.
Yang bunyinya ialah tidak dapat diciptakan maupun dimusnahkan. Dengan kata lain, energi selalu bersifat tetap.
Macam-Macam Bentuk Energi
Sebelum membahas tentang rumus hukum kekekalan energi beserta contoh soalnya, ada baiknya kamu mengenal beberapa bentuk energi yang ada.
Nah, berikut ini adalah bentuk-bentuk energi yang perlu kamu ketahui.
1. Energi Kinetik
Pengertian energi kinetik yaitu usaha yang diperlukan guna menggerakkan objek dengan massa tertentu dari keadaan diam sampai bergerak pada kecepatan tertentu. Secara bahasa, kinetik memiliki arti “gerak”.
Terdapat dua jenis energi kinetik yang dikenal dalam ilmu fisika, yaitu translasi dan rotasi.
Jenis translasi terjadi pada objek yang bergerak pada lintasan lurus. Sedangkan rotasi terjadi pada objek dengan gerak melingkar (rotasi).
2. Energi Potensial
Definisinya yaitu energi pada suatu objek (benda) karena kedudukan (ketinggian) atau kondisinya. Contohnya bisa kita jumpai pada potensial gravitasi, potensial listrik, potensial pegas, dan lainnya.
3. Energi Mekanik
Berdasarkan hukum kekekalan energi, salah satu bentuknya yaitu energi mekanik.
Yaitu jumlah energi potensial ditambahkan kinetik secara total. Contoh penerapan bentuk mechanical energi bisa dilihat pada saat kita memukul paku dengan palu.
Sebelum memukulkan palu ke paku, kita akan mengangkat palu tersebut terlebih dahulu. Pada saat palu di posisi terangkat tersebut, benda itu menyimpan potensial energi karena posisinya ada di ketinggian.
Kemudian, kita akan mengayunkan palu tersebut ke arah paku sehingga palu bergerak dengan kecepatan tertentu, akibatnya memiliki energi kinetik.
Nah, ketika palu dan paku bersentuhan maka akan terjadi energi mekanik yaitu terdorongnya paku.
Hukum Kekekalan Energi, Ini Rumusnya
Nah, setelah mempelajari tentang prinsip kekekalan energi serta bentuk-bentuknya, kamu juga perlu mengetahui bagaimana rumusnya.
Selain itu, Mamikos juga akan memberikan beberapa contoh soal agar kamu lebih mudah memahaminya.
Rumus hukum kekekalan energi yaitu besar atau total energi mekanik pada suatu objek benda bergerak selalu konstan.
Adapun secara matematis, maka rumusnya dituliskan sebagai berikut.
Em1 = Em2
Ek1 + Ep1 = Ek2 + Ep2
Keterangan:
Em1 = energi mekanik initial atau awal (Joule)
Em2 = energi mekanik final atau akhir (Joule)
Ek1 = energi kinetik initial (Joule)
Ek2 = energi kinetik final (Joule)
Ep1 = energi potensial initial (Joule)
Ep2 = Energi potensial final (Joule)
Contoh penyelesaian soal hukum kekekalan energi:
Sebuah mangga yang massanya 0.8 kg jatuh dari pohon setinggi 5 m. Hitung:
- Energi kinetik serta potensial initial (awal)?
- energi kinetik serta potensial pada posisi ketinggian 4.5 m dan berapa kecepatan mangga saat itu?
Diketahui:
m = 0.8 kg
h1 = 5 m
g = 10m/s2
Ditanyakan:
- Ep1 dan Ek1?
- Ep dan Ek saat h2 = 4.5 m, v1
- v pada saat menyentuh ke tanah
Pembahasan:
- Ep1 = m.g.h
= 0.8 x 10 x 5
= 40 J
Ek1 = 0
- Ep2 = m.g.h2
= 0.8 x 10 x 4.5
= 36 J
Sesuai rumus hukum kekekalan energi maka:
Ek1 + Ep1 = Ek2 + Ep2
0 + 40 = Ek2 + 36
Ek2 = 4 J
½ mv22 = Ek2
½ x 0.8 x v22 = 4
v22 = 10 m/s
v2 = 3.16 m/s
Contoh Penerapannya dalam Kehidupan Sehari-Hari
Penerapan hukum kekekalan energi sangat dekat dengan kehidupan sehari-hari kita.
Kamu bisa menjumpai penerapan prinsip ini secara mudah, contohnya tertera di bawah ini.
1. Alat Penghasil Panas
Alat-alat yang menghasilkan panas adalah contoh yang mudah dijumpai. Misalnya setrika, pemanas air (water heater), hair dryer, hingga pemanggang roti.
Cara kerja alat-alat ini adalah mengubah potensial listrik menjadi energi panas.
2. Kendaraan Bermotor
Kendaraan bermotor yang kamu gunakan setiap hari untuk bermobilisasi seperti motor dan juga mobil menerapkan prinsip kekekalan energi.
Bahan bakar fosil yang digunakan menyimpan energi potensial kimia dan diubah menjadi kinetik sehingga bisa bergerak.
3. Instrumen Musik
Ketika mendengarkan band atau penyanyi kesukaanmu, sebenarnya kamu juga sedang menikmati penerapan dari kekekalan energi.
Yakni dari energi kinetik berupa gerakan menjadi bunyi seperti pada gitar, drum, harpa, dan sebagainya.
Prinsip-prinsip dalam ilmu fisika sangat dekat dengan kehidupan kita sehari-hari.
Begitu juga dengan hukum kekekalan energi yang penerapannya terjadi di sekitar kita dan sangat mudah ditemui.
Sekian penjelasan dari Mamikos mengenai bunyi hukum kekekalan energi. Semoga bermanfaat, ya.
Klik dan dapatkan info kost di dekat kampus idamanmu: