Besarnya Energi Potensial Gravitasi Dipengaruhi Oleh

Segala sesuatu yang ada di sekitar kita memerlukan energi untuk bekerja dengan baik. Untuk mengangkat meja kita memerlukan energi, jam dinding memerlukan energi dari baterai untuk bekerja, bahkan bola yang menggelinding memerlukan energi. Energi ini bersifat terbatas dan dapat habis suatu saat nanti. Anda juga mungkin pernah mengeluh dan menggunakan istilah “kehabisan energi”, bukan?

Namun, apa yang dimaksud energi dalam fisika? Apa saja jenis-jenis energi, dan bagaimana menghitungnya? Tenang, artikel ini akan menjawab semua pertanyaan itu. Kita akan membahas mulai dari pengertian energi, macam-macam energi seperti energi kinetik, potensial dan mekanik, hingga contoh soal untuk menghitung energi. Teruskan membaca untuk mencari tahu jawabannya!

Pengertian Energi dalam Fisika

Dalam fisika, energi adalah kemampuan untuk melakukan suatu usaha (kerja) atau melakukan suatu perubahan. Suatu benda dapat dikatakan memiliki energi ketika benda tersebut mampu menghasilkan gaya yang dapat melakukan kerja.

Jenis-jenis energi yang hampir selalu ada dalam kehidupan manusia adalah energi kinetik, energi potensial, dan energi mekanik. Keberadaan energi-energi tersebut sangat besar manfaatnya bagi perkembangan teknologi, terutama yang berkaitan dengan gerakan benda, posisi benda, atau kombinasi antara keduanya.

Energi Kinetik

Energi kinetik adalah energi yang disebabkan oleh gerak suatu benda yang memiliki massa/berat. Kata kinetik berasal dari bahasa Yunani yaitu kinetikos yang artinya bergerak. Oleh karena itu, semua benda yang bergerak pasti memiliki energi kinetik atau disebut juga energi gerak.

Energi kinetik dibagi menjadi dua jenis, yaitu energi kinetik translasi dan energi kinetik rotasi. Energi kinetik translasi dihasilkan oleh benda yang bergerak lurus dengan arah dan kecepatan yang sama, misalnya busur panah yang bergerak lurus. Sementara energi kinetik rotasi adalah energi ketika sebuah benda berputar, misalnya pada bianglala atau gasing.

Manfaat Energi Kinetik

Secara umum, energi kinetik sangat bermanfaat bagi kehidupan manusia sehari-hari. Manfaat energi kinetik dapat dilihat dari energi yang dihasilkannya, yaitu energi panas, energi radiasi, dan energi suara.

• Energi Panas

Gerakan benda tertentu bisa menghasilkan energi panas atau kalor. Energi panas mengacu pada tingkat aktivitas atom pada permukaan benda. Manfaatnya dalam kehidupan sehari-hari misalnya mendidihkan air dengan api atau energi panas bumi yang bisa dimanfaatkan untuk menghangatkan rumah dan menjadi sumber pembangkit listrik.

• Energi Radiasi

Energi radiasi yaitu energi yang bergerak karena gelombang atau partikel. Energi yang dihasilkan kemudian disebut gelombang elektromagnetik. Contoh manfaatnya seperti mengeringkan baju di bawah sinar matahari yang menghasilkan cahaya dan panas termasuk energi radiasi.

• Energi Suara

Suara termasuk hasil dari energi kinetik, sebab suara dihasilkan dari getaran yang dilakukan oleh pita suara. Energi ini kemudian dimanfaatkan dalam kehidupan sehari-hari seperti saat berbicara atau menggunakan pengeras suara atau speaker.

Rumus Energi Kinetik

Energi kinetik dipengaruhi oleh massa dan kecepatan suatu benda saat bergerak. Massa disimbolkan dengan huruf m, sedangkan kecepatan disimbolkan dengan huruf v. Besarnya energi berbanding lurus dengan besarnya massa dan besarnya kecepatan suatu benda ketika bergerak.

Maka, untuk menghitung energi kinetik, rumusnya adalah:

Ek = (1/2) mv²

Keterangan:

Ek = Energi Kinetik (J)
m = massa (kg)
v = kecepatan (m/s)

Energi Potensial

Energi potensial adalah energi yang tersimpan pada benda atau objek karena kedudukan atau posisi benda tersebut terhadap titik acuannya (biasanya ketinggian benda diukur dari pemukaan tanah). Dari pengertian tersebut, dapat diketahui bahwa benda yang diam namun berada di ketinggian tertentu berarti memiliki energi potensial. Sementara benda yang bergerak namun tidak memiliki ketinggian artinya tidak memiliki energi potensial. Contoh energi potensial adalah apel yang menggantung pada pohon atau PLTA yang mengubah energi potensial menjadi energi listrik.

Energi potensial sendiri masih dibagi menjadi 3 macam, yaitu energi potensial gravitasi, energi potensial pegas, dan energi potensial listrik. Energi potensial gravitasi adalah perubahan energi yang dipengaruhi gravitasi bumi. Energi potensial pegas dihasilkan dari regangan ataupun tegangan dari suatu benda yang memiliki sifat elastis. Sementara energi potensial listrik merupakan energi yang diakibatkan oleh partikel-partikel bermuatan listrik yang bergerak di dalam medan listrik.

Rumus Energi Potensial

Semakin tinggi posisi suatu benda terhadap titik acuannya, semakin besar pula energi potensial gravitasinya. Satuan energi potensial dalam Sistem Internasional (SI) sendiri adalah Joule. Rumus energi potensial yaitu:

Ep = m g h

Keterangan:

Ep = Energi potensial (J)
m = massa (kg)
g = percepatan gravitasi (10 m/s²)
h = tinggi benda (m)

Energi Mekanik

Energi mekanik disebut juga energi total yaitu penjumlahan energi potensial dan energi kinetik. Dengan kata lain, energi mekanik merupakan energi total yang dimiliki suatu benda yang bergerak dengan kecepatan tertentu sekaligus berada pada posisi tertentu terhadap titik acuannya. Semakin besar energi kinetik dan energi potensialnya, maka semakin besar pula energi mekaniknya.

Rumus Energi Mekanik

Karena energi mekanik adalah penjumlahan energi kinetik dan energi potensial, maka rumus energi total adalah:

Em = Ek + Ep

Keterangan:

Em = Energi mekanik (J)
Ek = Energi kinetik (J)
Ep = Energi potensial (J)

Apakah energi dapat diukur dengan jangka sorong?

Contoh Soal

Nah, setelah mempelajari ketiga jenis energi beserta rumusnya, saatnya mempelajari contoh soal untuk penerapan rumus-rumus tersebut. Simak contoh selengkapnya berikut ini!

1. Sebuah mobil sport mempunyai energi kinetik sebesar 650.000 Joule. Jika mobil tersebut mempunyai massa sebesar 1000 kg, maka kecepatan mobil sport tersebut adalah?

Diketahui:

Ek = 650.000 Joule
m = 1000 kg

Ditanya:

Kecepatan mobil (v) = ?

Jawab:

Ek = (1/2) mv²

v = √((Ek×2)/m)

v = √((650000×2)/1000)

v = 36,05 m/s

Jadi, kecepatan yang dimiliki mobil sport tersebut adalah 36,05 m/s.

2. Diketahui sebuah lemari bermassa 10 kg dinaikkan ke lantai 8 sebuah gedung apartemen dengan energi potensial sebesar 2000 Joule. Berapa tinggi lantai ke-8 apartemen tersebut? (g = 10 m/s²)

Diketahui:

m = 10 kg
g = 10 m/s²
Ep = 1000 J

Ditanya: h = ?

Jawab:

Ep = m g h

h = Ep / m.g

h = 2000 / 10 × 10

h = 20 meter

Jadi, tinggi lantai ke-8 apartemen tersebut adalah 20 meter.

Itulah beberapa penjelasan tentang jenis-jenis energi dalam fisika yang sangat bermanfaat dalam kehidupan sehari-hari manusia. Semoga materi ini juga bermanfaat untuk Anda.