ENERGI

Pengertian Energi

Setiap saat kita memerlukan energi yang sangat besar untuk menjalankan kegiatan sehari-hari.

Agar tubuh kita selalu memiliki energi kita harus makan dan minum, bagaimanakah jika kita tidak

makan dan minum, tentu tubuh kita menjadi lemas. Mampukah kita melakukan kegiatan jika badan

kita lemas? tentu tidak karena tubuh kita tidak mempunyai energi. Begitu pula apakah yang dapat

menggerakkan kelapa jatuh dari pohonya? atau mengapa mobil dapat bergerak, itu semua karena

energi. Jadi Energi adalah kemampuan melakukan usaha/kegiatan

­ Satuan energi dalam S1 yaitu Joule (J)

Satuan energi yang lain adalah Kwh (kilo watt hour), erg juga Kalori. 1 kalori = 4,2 joule

1 J = 1/4,2 kal → 1 J = 0,24 Kal (disebut tara kalor mekanik)

Bentuk-Bentuk Energi

1. Energi mekanik terdiri dari energi potensial dan energi mekanik

Energi Potensial yaitu Energi yang dimiliki benda pada suatu kedudukan tertentu.

Energi Kinetik yaitu energi yang dimiliki benda karena geraknya.

2. Energi Panas (Kalor)

Energi panas yang dimiliki benda timbul dari energi kinetik partikel-partikel penyusun benda.

Pada suhu makin tinggi, gerak partikel-partikel makin cepat, sehingga energi panas makin

besar.

3. Energi Kimia

Energi yang tersimpan dalam persenyawaan kimia. Energi kimia dilepaskan jika zat bereaksi

dengan oksigen (oksidasi).

4. Energi Listrik

Energi listrik terdapat di dalam arus listrik.

Energi listrik bisa berasal dari energi gerak (generator), energi kimia (baterai) atau dari tenaga

matahari (Solar cell).

Perubahan bentuk energi

Energi tidak dapat diciptakan dan juga tidak dapat dimusnahkan, tetapi hanya dapat diubah

dari satu bentuk ke bentuk yang lainnya. Pada umumnya manfaat energi akan terlihat setelah

berubah bentuk menjadi energi yang lainnya. Misalnya energi listrik setelah berubah menjadi energi

cahaya atau lainnya. Untuk memahami perubahan bentuk energi mari kita lakukan kegiatan ini.

Kompetensi Dasar : 5.3 Menjelaskan hubungan bentuk energi dan perubahannya, prinsip usaha

dan energi serta penerapannya dalam kehidupan sehari-hari

ENERGI DAN USAHA

Tujuan:

Memahami perubahan bentuk energi

Alat dan bahan:

Sebuah lampu 3 volt DC. Sakelar, baterai atau catu daya, dan kabel secukupnya.

Cara kerja:

1. Siapkan alat dan bahan

2. Rangkaikan alat dan bahan menjadi rangakaian seperti di samping.

3. Tekan sklar apakah yang terjadi pada lampu?

4. Peganglah lampu. Apakah yang kamu rasakan

Pertanyaan:

1. Perubahan energi apa sajakan yang terjadi pada peristiwa tersebut?

2. Buatlah kesimpulan tentang perubahan energi pada lampu!

3. Buat lagi contoh perubahan energi yang lainnya.

Sumber energi dan Hukum Kekekalan energi

Sumber energi dibumi ini adalah matahari, sedangkan sumber energi yang lain merupakan

hasil perubahan bentuk energi matahari (seperti minyak bumi, batubara dan gas bumi). Begitu juga

energi yang lain, misalnya angin, air terjun dan ombak. Pada prinsipnya energi tidak dapat

diciptakan atau dimusnahkan. Energi hanya mengalami perubahan bentuk. (Pernyataan inilah yang

disebut Hukum Kekekalan Energi).

Energi Potensial

Telah kita ketahui bahwa energi potensial gravitasi adalah energi akibat perbedaan ketinggian.

Apakah energi diakibatkan oleh ketinggian saja? Untuk mengetahuinya perhatikan kegiatan ini!

1. Tariklah sebuah karet gelang oleh kedua tangan anda lalu lepaskan. Apa yang terjadi?

2. Gantungkan sebuah beban pada sebuah pegas atau tali karet. Tariklah beberapa cm ke bawah,

lalu lepaskan apa yang terjadi?

3. Energi apakah yang terkandung pada kegiatan di atas? Jelaskan pendapatmu dan diskusikan

dengan teman-temanmu.

Tujuan:

Mengetahui besarnya enegri potensial gravitasi suatu benda

Alat dan bahan:

Kelereng kecil, kelereng besar, dan plastisin

Cara kerja:

1. Siapkan alat dan bahan

KEGIATAN 1

KEGIATAN 2

2. Jatuhkan kelereng besar dari ketinggian setengah meter tepat di atas plastisin. Amati bekas

kelereng.

3. Ulangi kegiatan di atas dengan kelreng kecil dengan ketinggian yang sama, catat hasil

percobaan anda, bagaimana pengaruh massa terhadap lengkukan yang dihasilkan. (kedalaman

lengkukan =/anggap sebagai energi potensial)

4. Ulangi lagi kegiatan di atas dengan kelereng besar namun dengan ketinggian berbeda, apakah

kedalaman lekukan sama besar? Jika tidak mana yang lebih dalam? analisa hubungan

ketinggian dengan besar energi potensial.

Pertanyaan:

1. Manakah bekas kelereng yang lebih dalam?

2. Jika dalam lekukkan kita asumsikan dengan energi potensial, maka manakah yang memiliki

energi potensial yang lebih besar?

3. Tuliskan hubungan massa, ketinggian dan energi potensial

Besar energi potensial (Ep) yang dimiliki suatu benda sebanding dengan massa benda (m),

percepatan grafitasi (g) dan ketinggian benda (h).

Contoh Soal:

Sebuah benda 0,5 Kg berada pada ketinggian 4 m diatas tanah. Berapakah energi potensial benda

itu jika percepatan gravitasi 10 N/kg?

Penyelesaian:

Diketahui: m = 0,5 kg

h = 4 m

g = 10 N/kg

Ditanya: Ep = ………?

Energi Kinetik

Besar energi kinetik yang dimiliki oleh suatu benda yang sedang bergerak dipengaruhi oleh

massa benda dan kecepatan benda itu.

Contoh Soal:

Sebuah peluru yang massanya 2 gr ditembakkan dengan kecepatan 50 m/s. hitunglah energi kinetik

yang dimiliki peluru itu!

Penyelesaian:

Diketahui: m = 2 gr = 2 . 10 -3

kg

v = 50 m/s

Ditanya: EK = …………?

USAHA

Ep = m . g . h

Ek = ½ m . v2

Jawab: Ep = m.g.h

= 0,5 kg. 10N/kg. 4kg

= 20 Nm

20 J

Jawab: Ek = ½ m.v2

= ½. 2. 10-3

kg. (50 m/s)2

= 1. 10-3

kg . 2500 m2/s

2

= 2,5 Nm = 2,5 J

Dalam kehidupan sehari-hari, usaha mempunyai arti yang luas, yaitu segala sesuatu yang

dikerjakan pada benda. Misalnya kuda menarik gerobak, dikatakan kuda melakukan usaha. Apabila

seorang anak mendorong dinding tembok kelas, dapatkah anak itu dikatakan melakukan usaha?

jelaskan, mengapa?

Usaha dapat dihitung jika ada perpindahan jarak benda itu. Karena itulah usha diartikan hasil kali

gaya dengan jarak perpindahan

W = Usaha

F = Gaya

S = Jarak perpindahan

Contoh Soal:

Sebuah balok yang terletak diatas meja yang licin ditarik dengan gaya 25N dan balok bergerak

sejauh 40 cm. berapa usaha yang dilakukan untuk menarik balok itu?

Penyelesaian:

Diketahui: F = 25N

S = 40 cm = 0,4 m

Ditanya: W = …………?

A. Pilihlah satu jawaban yang tepat!

1. Sebuah mobil bergerak setelah pengisian bensin. Pada kejadian itu terjadi perubahan.......

a. energi potensial menjadi energi kinetik

b. energi kimia menjadi gerak

c. energi diam menjadi energi gerak

d. energi kalor menjadi energi kinetik

2. Satuan energi menurut SI adalah.......

a. Joule c. Newton

b. Kalori d. Kkal

3. Setiap benda yang bergerak memiliki.......

a. energi kinetik

b. energi potensial dan energi kinetik

c. energi kalor dan energi kinetik

d. energi kimia dan energi kinetik

4. Pada strika listrik di samping jika dipakai menyetrika akan terjadi perubahan.......

a. energi kinetik menjadi energi cahaya

W = F . s

Jawab: W = F. s

= 25 N. 0,4 m

= 10Nm

= 10 J LATIHAN

b. energi cahaya menjadi energi listrik

c. energi kalor menjadi energi cahaya

d. energi listrik menjadi energi kalor.

5. Ketika sebuah kelapa jatuh dari pohonnya, terjadi perubahan.......

a. energi kimia menjadi energi kinetik

b. energi kinetik menjadi energi potensial

c. energi potensial menjadi energi kinetik

d. energi kinetik menjadi energi kalor.

6. Ketika batu baterai digunakan untuk menyalakan lampu pijar terjadi

perubahan energi.......

a. kimia → panas → cahaya c. listrik → panas → cahaya

b. kimia → listrik → cahaya d. listrik → kimia → cahaya

7. Sebuah kelapa jatuh dari pohonnya setinggi 15 m. Energi potensialnya adalah 300 J (g = 10

N/Kg). Massa kelapa adalah.......

a. 1 kg c. 2 kg

b. 1,5 kg d. 2,5 kg

8. Sebuah mobil dengan massa 2.000 kg melaju di jalan raya dengan kecepatan rata-rata

25 m/s. pada saat itu, energi kinetik mobil adalah.......

a. 500. 000 J c. 1.250.000 J

b. 625.000 J d. 200.000 J

9. Energi kinetik yang dimiliki oleh seorang pelari yang massanya 50 Kg dan kecepatannya 5

m/s adalah.......

a. 500 J c. 250 J

b. 525 J d. 625 J

10. Sebuah mobil dengan massa 1.000 kg melaju dijalan raya. Bila energi kinetiknya 12.500 J

Kecepatan rata-rata mobil tersebut adalah.......

a. 25 m/s c. 5 m/s

b. 12,5 m/s d. 1,25 m/s

11. Dalam ilmu Fisika, usaha memiliki arti jika.......

a. gaya dilakukan pada benda

b. gaya dilakukan pada benda sehingga benda itu berpindah

c. gaya dilakukan pada benda yang bergerak

d. gaya dilakukan terhadap benda diam.

12. Ali mendorong mobil yang mogok, tetapi mebil itu tetap di tempatnya. Usaha yang

dilakukan Ali adalah.......

a. tetap c. tidak habis-habisnya

b. nol d. maksimum

13. Sebuah gerobak didorong oleh seorang anak dengan gaya 200N sehingga berpindah sejauh

10 meter. Usaha yang dilakukan anak tersebut adalah.......

a. 1.000 J c. 20 KJ

b. 10 KJ d. 2.000 J

14. Sebuah peti 50 kg didorong oleh seorang anak. Ketika tenaganya sudah banyak terkuras,

peti itu telah bergeser sejauh 30 cm usaha yang dilakukan anak tersebut adalah.......

(g = 10 N/kg)

a. 15 J c. 1500 J

b. 150 J d. 2,5 J

15. Ali mengangkat sekantong beras yang massanya25 kg ke atas sebuah meja setinggi 1 meter.

Usaha yang dilakukan Ali adalah.......

a. 250 J c. 2500 J

b. 25 J d. 2,5 J

16. Seorang anak memanjat pohon kelapa yang tingginya 10 m. Jika massa anak itu 45 kg,

maka usaha yang dilakukannya adalah.......

a. 450 J c. 45 KJ

b. 45 J d. 4500 J

17. Usaha yang dilakukan Joko untuk mengangkat sebuah benda seberat 100 N adalah 500 J.

benda itu berpindah sejauh.......

a. 50 m c. 5 m

b. 10 m d. 0,5 m

18. Didik memindahkan sebuah benda sejauh 3 m dengan melakukan usaha sebesar 600 L.

besar gaya tersebut adalah.......

a. 20 N c. 18 N

b. 180 N d. 200N

19. Dua buah gaya (F1= 25 N dan F2, = 25 N) yang arahnya sama bekerja pada sebuah benda

sehingga benda berpindah sejauh 2 meter. Usaha yang dilakukun kedua gaya itu adalah.......

a. 75 J c. 100 J

b. 150 J d. 50 J

20. Dua buah gaya (F1 = 20N dan F2 = 30N) yang arahnya berlawanan bekerja pada sebuah

benda sehingga benda berpindah sejauh I meter. Usaha yang dilakukan oleh kedua gaya itu

adalah.......

a. 60 J c. 30 J

b. 10 J d. 20 J

B. Kerjakan soal-soal di bawah ini!

1. Sepiring nasi dengan lauk pauknya mengandung energi 1.500 kkal. Berapakah.energi

sebanyak itu dinyatakan dalam joule?

Jawab: ........................................................................................................................................

....................................................................................................................................................

....................................................................................................................................................

2. Berapakah energi potensial sebuah benda yang massanya 3 kg bila benda berada:

a. 10 m di atas tanah,

b. 4 m di atas tanah?

Jawab: ........................................................................................................................................

....................................................................................................................................................

....................................................................................................................................................

3. Sebuah benda yang beratnya 10 N jatuh dari sebuah menara setinggi 20 m. Berapakah

energi potensial benda itu pada pertengahan menara?

Jawab: ........................................................................................................................................

....................................................................................................................................................

....................................................................................................................................................

4. Amin (40 kg) berjalan dari rumah menuju sekolahnya selama 10 menit. Jarak rumah

kesekolahnya selama 10 menit. Jarak rumah ke sekolahnya adalah 500 meter. Berapakah

energi kinetik si Amin bila ia berjalan dengan langkah yang tetap?

Jawab: ........................................................................................................................................

....................................................................................................................................................

....................................................................................................................................................

5. Energi kinetik yang dimiliki seorang atlet pada saat mengendarai sepeda adalah 3.00 J.

massa atlet dan sepeda adalah 60 Kg. berapakah kecepatan atket tersebut saat mengendarai

sepeda?

Jawab: ........................................................................................................................................

....................................................................................................................................................

....................................................................................................................................................

6. Apakah pengertian usaha dalam kehidupan sehari-hari? Berikan contohnya!

Jawab: ........................................................................................................................................

....................................................................................................................................................

....................................................................................................................................................

7. Seorang anak mendorong tembok rumahnya hingga tenaganya banyak yang terkuras.

Menurut difenisi ilmu Fisika. Apakah anak tersebut dikatakan usaha? Berikan jawaban dan

alasanmu!

Jawab: ........................................................................................................................................

....................................................................................................................................................

....................................................................................................................................................

8. Berapakah usaha yang diperlukan untuk mengangkat sebuah ember berisi air 10 L dari atas

lantai ke atas sebuah meja yang tingginya 1 meter? Misalkan massa ember 400 g!

Jawab: ........................................................................................................................................

....................................................................................................................................................

....................................................................................................................................................

9. Dua orang anak mendorong sebuah meja bersama-sama sehingga meja berpindah sejauh 4

m. jika F1 = 50N dan F2 = 60N. berapakah usaha total yang dilakukan kedua anak tersebut?

Jawab: ........................................................................................................................................

....................................................................................................................................................

....................................................................................................................................................

10. Tiga orang anak (A,B dan C) menarik sebuah benda dengan arah sebagai berikut : A ke kiri

B dan C ke kanan.

a. Kearah manakah benda berpindah jika FA =500 N. FB =100 N dan FC =100 N?

b. Berapakah usaha yang dilakukan ketiga anak itu ke kiri dan ke kanan?

Jawab: ........................................................................................................................................

....................................................................................................................................................

....................................................................................................................................................