Bentuk Bentuk Energi Energi ada berbagai macam. Makanan yang dimakan memiliki energi kimia. Batu baterai mempunyai energi kimia, tetapi lampu senter menyala karena adanya energi listrik. Selain energi kimia dan energi listrik masih ada banyak jenis energi lainnya, antara lain energi bunyi, energi kalor, energi cahaya, energi pegas, energi nuklir, dan energi mekanik. Berikut ini akan kita pelajari bentuk-bentuk energi tersebut.

Energi Kimia Energi kimia adalah energi yang dilepaskan selama reaksi kimia. Contoh sumber energi kimia adalah bahan makanan yang kita makan. Bahan makanan yang kita makan mengandung unsur kimia. Dalam tubuh kita, unsur kimia yang terkandung dalam makanan mengalami reaksi kimia. Selama proses reaksi kimia, unsur-unsur yang bereaksi melepaskan sejumlah energi kimia. Energi kimia yang dilepaskan berguna bagi tubuh kita untuk membantu kerja organ-organ tubuh, menjaga suhu tubuh, dan untuk melakukan aktivitas sehari-hari. Contoh energi kimia lainnya adalah pada peristiwa menyalanya kembang api. Energi kimia yang terkandung dalam bahan bakar jenis ini sangat besar sehingga dapat digunakan untuk menggerakkan mobil, pesawat terbang, dan kereta api. Energi Listrik Lampu senter yang kita gunakan dapat menyala karena ada energi listrik yang mengalir pada lampu. Energi listrik terjadi karena adanya muatan listrik yang bergerak. Muatan listrik yang bergerak akan menimbulkan arus listrik. Energi listrik banyak digunakan dalam kehidupan sehari-hari. Misalnya sebagai penerangan. Energi listrik juga dapat digunakan untuk menggerakkan mesin-mesin. Energi listrik yang biasa kita gunakan dalam rumah tangga berasal dari pembangkit listrik. Pembangkit listrik tersebut menggunakan berbagai sumber energi, seperti air terjun, reaktor nuklir, angin, atau matahari. Energi listrik yang dihasilkan oleh pembangkit listrik sangat besar. Untuk menghasilkan sumber energi listrik yang lebih kecil, kita dapat menggunakan aki, baterai, dan generator. Energi Bunyi Bunyi dihasilkan dari benda yang bergetar. Ketika kita mendengar bunyi guntur yang sangat keras, terkadang kaca jendela rumah kita akan ikut bergetar. Hal ini disebabkan bunyi sebagai salah satu bentuk energi merambatkan energinya melalui udara. Sebenarnya ketika terjadi guntur, energi yang dimiliki guntur tidak hanya mengenai kaca rumah tetapi mengenai seluruh bagian rumah. Akan tetapi, energi yang dimiliki Guntur tidak cukup besar untuk menggetarkan bagian rumah yang lainnya. Energi Kalor (Panas) Masih ingatkah kamu apa yang dimaksud dengan kalor? Kalor merupakan salah satu bentuk energi yang dapat mengakibatkan perubahan suhu maupun perubahan wujud zat. Energi kalor biasanya merupakan hasil sampingan dari perubahan bentuk energi lainnya. Energi kalor dapat diperoleh dari energi kimia, misalnya pembakaran bahan bakar. Energi kalor juga dapat dihasilkan dari energi kinetik benda-benda yang bergesekan.

Sebagai contoh, ketika kamu menggosok-gosokkan telapak tanganmu maka kamu akan merasakan panas pada telapak tanganmu. Energi Cahaya Matahari merupakan salah satu sumber energi cahaya. Energi cahaya dapat diperoleh dari benda-benda yang dapat memancarkan cahaya, misalnya api dan lampu. Energi cahaya biasanya disertai bentuk energi lain seperti energi kalor (panas). Bahkan dengan menggunakan sel surya, energi yang dipancarkan oleh matahari dapat diubah menjadi energi listrik. Energi Pegas Semua benda yang elastis atau lentur memiliki energi pegas. Contoh benda elastic antara lain pegas, per, busur panah, trampolin, dan ketapel. Jika kamu menekan, menggulung, atau meregangkan sebuah benda elastis, setelah kamu melepaskan gaya yang kamu berikan maka benda tersebut akan kembali ke bentuk semula. Ketika benda tersebut kamu beri gaya maka benda memiliki energi potensial. Ketika gaya kamu lepaskan, energi potensial pada benda berubah menjadi energi kinetik. Energi Nuklir Energi nuklir merupakan energi yang dihasilkan selama reaksi nuklir. Reaksi nuklir terjadi pada inti atom yang pecah atau bergabung menjadi inti atom yang lain dan partikel-partikel lain dengan melepaskan energi kalor. Reaksi nuklir terjadi di matahari, reaktor nuklir, dan bom nuklir. Energi yang ditimbulkan dalam reaksi nuklir sangat besar, oleh karena itu energi nuklir dapat digunakan sebagai pembangkit listrik. Energi Mekanik Mengapa kaki kita terasa sakit saat kejatuhan buah mangga dari atas pohon? Hal itu disebabkan buah mangga yang berada di atas pohon memiliki energi. Buah mangga yang jatuh dari pohonnya memiliki energi mekanik. Pada saat buah mangga masih berada di pohon, energi mekaniknya sama dengan energi potensialnya. Ketika buah mangga tersebut jatuh sampai di tanah, energi mekaniknya sama dengan energi kinetiknya. Besarnya energi mekanik merupakan penjumlahan antara besarnya energi kinetik dengan energi potensial.Bentuk bentuk Energi Posted on 28 Desember 2010 | Tinggalkan komentar A. Energi Kimia seperti tradisi sebelumnya , makanan yang kamu makan dan minuman yang kamu minum mengandung energi kimia . zat zat kimia yang terkandung di dalam makanan dan minuman tersebut dapat menghasilkan energi kimia karena di dalam tubuh mu sebenarnya terjadi reaksi kimia yang mengubah zat zat yang terkandung dalam makanan menjadi energi . Gas , bensin , solar , batu bara dan minyak tanah juga merupakan sumber energi kimia . jika contoh contoh energi tersebut direaksikan , dapat menghasilkan energi . B. Energi Listrik saat kamu menonton televisi dan mendengarkan radio , dari mana televisi dan radio memperoleh energi? televisi dan radio serta alat alat elektronika lainnya memperoleh energi dari energi listrik. Pada televisi , energi listrik ini di ubah

menjadi cahaya dan energi bunyi , sedangkan pada radio di ubah menjadi energi bunyi. C. Energi panas Energi panas sering di sebut juga energi kalor , merupakan salah satu bentuk energi yang berasal dari partikel partikel penyusun suatu benda . mengapa partikel partikel suatu benda dapat menghasilkan energi panas ? kamu telah mengetahui bahwa setiap benda tersusun oleh partikel partikel . jika ada sesuatu dapat membuat partikel partikel ini bergerak benda tersebut akan smeghasilkan energi panas . kamu mungkin pernah mendengar bahwa orang dapat membuat api dari kayu kering yang digosok gosokan . kayu kayu kering yang saling digosokan akan menimbulkan panas yang dapat membakar bahan bahan yang mudah terbakar . D. Energi bunyi untuk mengamati energi bunyi , melakukan kegiatan sederhana berikut . peganglah sebuah mistar , kemudian getarkan mistar tersebut . kamu akan mendengar bunyi yang di hasilkan dari getaran mistar tersebut . dapatkah kamu menjelaskannya ? ketika penggaris kamu getarkan , partikel partikel udara di sekitar mistar akan ikut bergetar , partikel partikel inilah yang menimbulkan bunyi . dengan demikian , bunyi dapat dihasilkan oleh getaran partikel udara disekitar sumber bunyi . E. Energi Nuklir. Reaksi nuklir dapat terjadi karena reaksi inti di dalam inti radioaktif. Contoh energi nuklir terjadi dalam ledakan bom atom dan reaksi inti yang terjadi di matahari. Energi nuklir dapat digunakan sebagai energi pada Pembangkit Listik Tenaga Nuklir (PLTN). Di matahari, terjadi reaksi inti fusi yang menghasilkan energi nuklir yang sangat besar sehingga energi ini merupakan sumber energi utama di bumi. Sumber- sumber energi yang sering di gunakan seperti minyak bumi, gas bumi, panas bumi, dan batu bara jumlahnya terbatas dan tidak dapat diperbaharui sehingga diperlukan konservasi energi. Sumber- sumber energi yang dapat diperbaharui seperti air, tanah, hutan, dan matahari masih belum banyak dipergunakan sehingga dapat dijadikan energi alternative. Apa itu energi ? Energi membuat perubahan menjadi mungkin. Kita menggunakan energi untuk melakukan sesuatu untuk kita. Energi menggerakkan mobil sepanjang jalan dan perahu diatas air. Energi memanggang kue didalam oven dan menjaga es tetap membeku didalam lemari pendingin. Energi memainkan lagu-lagu favorit kita di radio dan menyalakan lampu-lampu dirumah kita. Energi diperlukan oleh tubuh kita agar dapat tumbuh dan agar kita tetap dapat berpikir. Para ilmuwan mendefinisikan energi sebagai kemampuan untuk melakukan kerja. Peradaban modern menjadi mungkin karena kita telah belajar bagaimana mengubah energi dari satu bentuk menjadi bentuk yang lainnya dan menggunakannya untuk melakukan kerja untuk kita dan membuat hidup kita menjadi lebih nyaman.Bentuk energi bisa berupa potensial atau kinetik. Energi potensial datang dalam bentuk yang tersimpan, termasuk kimia, gravitasi, mekanik, dan nuklir. Bentuk energi kinetik adalah yang melakukan kerja seperti listrik, panas, cahaya, gerak, dan suara. Bentuk-Bentuk Energi Energi ditemukan dalam berbagai bentuk, termasuk cahaya, panas, kimia dan

gerakan. Ada banyak bentuk energi, tetapi semua bentuk energi ini dapat dikelompokkan menjadi dua kategori : pontensial dan kinetik Energi Potensial Energi potensial adalah energi yang tersimpan dan energi posisi energi gravitasi. Ada beberapa bentuk energi potensial Energi Kimia adalah energi yang tersimpan dalam ikatan atom dan molekul. Biomassa, minyak bumi, gas alam, dan batu bara adalah contoh-contoh energi kima yang tersimpan. Energi kimia diubah menjadi energi panas ketika kita membakar kayu di perapian atau membakar bensin di mesin mobil. Energi Mekanik adalah energi yang tersimpan dalam objek dengan tegangan. Pegas yang ditekan dan karet yang diregangkan adalah contoh-contoh energi mekanik yang tersimpan. Energi Nuklir adalah energi yang tersimpan dalam inti atom energi yang menjaga inti tetap bersatu. Sangat besar jumlah energi yang dapat dilepaskan ketika inti digabungkan atau dibelah. Pembangkit listrik tenaga nuklir membelah inti atom uranium dalam sebuah proses yang disebut fisi. Matahari menggabungkan inti atom hidrogen dalam proses yang disebut fusi. Energi Gravitasi adalah energi yang tersimpan dalam objek yang tinggi. Makin tinggi dan berat suatu objek, semakin banyak pula energi gravitasi yang tersimpan. Ketika anda menaiki sebuah menuruni bukit curam dan mendapatkan kecepatan, energi gravitasi sedang diubah menjadi energi gerak. Tenaga air adalah contoh lain dari energi gravitasi, dimana bendungan mengumpulkan air dan menjadikaknnya reservoir. Energi Listrik adalah apa yang disimpan dalam sebuah baterai, dan dapat digunakan untuk menyalakan sebuah telepon genggam atau menyalakan sebuah mobil. Energi listrik dibawa oleh partikel super kecil yang bernama elektron, biasanya bergerak melalui kawat. Petir adalah sebuah contoh energi listrik di alam yang begitu kuat. Energi Kinetik Energi kinetik adalah gerakan gelombang, molekul-molekul, benda, zat dan objek. Energi Radiasi adalah energi elektromagnetik yang bergerak dalam gelombang transversal. Energi sinaran termasuk, cahaya tampak, sinar X, sinar gamma dan gelombang radio. Cahaya adalah salah satu jenis energi radiasi. Sinar matahari adalah energi radiasi, yang menyediakan bahan bakar dan kehangatan yang membuat kehidupan di Bumi menjadi mungkin. Energi Thermal, atau panas, adalah getaran dan gerakan dari atom dan molekul di dalam zat. Ketika suatu objek memanas, atom-atom dan molekul-molekulnya bergerak dan bertabrakan lebih cepat. Energi geothermal/panas bumi adalah energi panas di dalam bumi. Energi Gerak adalah energi yang tersimpan dalam gerakan benda. Semakin cepat mereka bergerak, semakin banyak energi yang disimpan. Dibutuhkan energi untuk menbuat sebuah benda bergerak, dan energi dilepaskan ketika sebuah objek

melambat. Angin adalah contoh energi gerak. Sebuah contoh dramatis energi gerak adalah sebuah kecelakaan mobil, ketika mobil tiba-tiba total berhenti dan melepaskan semua energi geraknya sekaligus dalam sekejap dengan cara yang tidak terkendali Suara adalah gerakan energi melalui zat dalam gelombang longitudinal (kompresi /perenggangan). Suara dihasilkan ketika gaya menyebabkan suatu benda atau substansi untuk bergetar - energi ditransfer melalui zat dalam gelombang. Biasanya, energi suara jauh lebih kecil dari bentuk-bentuk energi lain. Energi potensial adalah bentuk energi yang dimiliki oleh suatu partikel, benda atau sistem akibat posisinya dalam ruang parameter1 atau akibat konfigurasinya. Energi dalam bentuk ini membuat partikel, benda atau sistem tersebut memiliki kecenderungan untuk berubah keadaannya (posisi atau konfigurasinya) dari keadaan dengan suatu energi potensial tertentu menjadi keadaan dengan energi potensial yang lebih rendah atau lebih tinggi. Ke arah mana kecenderungan tersebut menuju tak lain terkait dengan arah dari gaya yang ditimbulkan dari energi potensial tersebut. Contoh sederhana energi ini adalah jika seseorang membawa suatu batu ke atas bukit dan meletakkannya di sana, batu tersebut akan mendapat energi potensial gravitasi. Jika kita meregangkan suatu pegas, kita dapat mengatakan bahwa pegas tersebut membesar & memanjang berarti pegas tersebut mendapatkan energi potensial elastik. Berbagai jenis energi dapat dikelompokkan sebagai energi potensial. Setiap bentuk energi ini dihubungkan dengan suatu jenis gaya tertentu yang bekerja terhadap sifat fisik tertentu suatu materi (seperti massa, muatan, elastisitas, suhu, dll). Energi potensial gravitasi dihubungkan dengan gaya gravitasi yang bekerja terhadap massa benda; energi potensial elastik terhadap gaya elastik yang bekerja terhadap elastisitas objek yang berubah bentuk; energi potensial listrik dengan gaya Coulomb; gaya nuklir kuat atau gaya nuklir lemah yang bekerja terhadap muatan elektrik pada objek; energi potensial kimia, dengan potensial kimia pada suatu konfigurasi atomik atau molekular tertentu yang bekerja terhadap struktur atomik atau molekular zat kimia yang membentuk objek dan juga energi potensial termal dengan gaya elektromagnetik yang berhubungan dengan suhu objek. Energi potensial elastis Energi potensial elastis adalah energi potensial dari sebuah benda elastis (contohnya adalah busur panah) yang mengalami perubahan bentuk karena adanya tekanan atau kompresi. Akibatnya adalah akan ditimbulkannya gaya yang akan berusaha untuk mengembalikan bentuk benda tersebut ke bentuk awalnya. Jika tekanan/renggangan ini dilepas, maka energi ini akan berpindah menjadi energi kinetik. [sunting] Kalkulasi dari energi potensial elastis Energi potensial elastis tersimpan di dalam pegas yang direnggangkan dapat dihitung dengan menemukan usaha yang diperlukan untuk merenggangkan pegas tersebut sejauh x dari panjang asli pegas sebelum direnggangkan:

sebuah pegas ideal akan mengikuti aturan Hukum Hooke:

Usaha yang dilakukan (dan energi potensial yang tersimpan) dapat dinyatakan dalam:

Satuannya adalah Joule. Persamaan ini sering digunakan dalam perhitungan posisi kesetimbangan mekanis. Persamaan lainnya dapat dilihat di energi potensial elastis. Energi Potensial Energi potensial merupakan energi yang dihubungkan dengan gaya-gaya yang bergantung pada posisi atau wujud benda dan lingkungannya. Banyak sekali contoh energi potensial dalam kehidupan kita. Karet ketapel yang kita regangkan memiliki energi potensial. Karet ketapel dapat melontarkan batu karena adanya energi potensial pada karet yang diregangkan. Demikian juga busur yang ditarik oleh pemanah dapat menggerakan anak panah, karena terdapat energi potensial pada busur yang diregangkan. Contoh lain adaah pegas yang ditekan atau diregangkan. Energi potensial pada tiga contoh ini disebut senergi potensial elastik. Energi kimia pada makanan yang kita makan atau energi kimia pada bahan bakar juga termasuk energi potensial. Ketika makanan di makan atau bahan bakar mengalami pembakaran, baru energi kimia yang terdapat pada makanan atau bahan bakar tersebut dapat dimanfaatkan. Energi magnet juga termasuk energi potensial. Ketika kita memegang sesuatu yang terbuat dari besi di dekat magnet, pada benda tersebut sebenarnya bekerja energi potensial magnet. Ketika kita melepaskan benda yang kita pegang (paku, misalnya), dalam waktu singkat paku tersebut bergerak menuju magnet dan menempel pada magnet. Perlu dipahami bahwa paku memiliki energi potensial magnet ketika berada jarak tertentu dari magnet; ketika menempel pada magnet, energi potensial bernilai nol. Energi Potensial Gravitasi Contoh yang paling umum dari energi potensial adalah energi potensial gravitasi. Buah mangga yang lezat dan ranum memiliki energi potensial gravitasi ketika sedang menggelayut pada tangkainya. Demikian juga ketika anda berada pada ketinggian tertentu dari permukaan tanah (misalnya di atap rumah atau di dalam pesawat). Energi potensial gravitasi dimiliki benda karena posisi relatifnya terhadap bumi. Setiap benda yang memiliki energi potensial gravitasi dapat melakukan kerja apabila benda tersebut bergerak menuju permukaan bumi (misalnya buah mangga jatuh dari pohon). Untuk memudahkan pemahamanmu, lakukan percobaan sederhana berikut ini. Pancangkan sebuah paku di tanah. Angkatlah sebuah batu yang ukurannya agak besar dan jatuhkan batu tegak lurus pada paku tersebut. Amati bahwa paku tersebut terpancang semakin dalam akibat usaha alias kerja yang dilakukan oleh batu yang anda jatuhkan. Sekarang mari kita tentukan besar energi potensial gravitasi sebuah benda di dekat permukaan bumi. Misalnya kita mengangkat sebuah batu bermassa m. gaya angkat yang kita berikan pada batu paling tidak sama dengan gaya berat yang bekerja pada batu tersebut, yakni mg (massa kali percepatan gravitasi). Untuk mengangkat batu dari permukaan tanah hingga mencapai ketinggian h, maka kita harus melakukan usaha yang besarnya sama dengan hasil kali gaya berat batu (W = mg) dengan ketinggian h. Ingat ya, arah gaya angkat kita sejajar dengan arah perpindahan batu, yakni ke atas FA = gaya angkat W = FA . s = (m)(-g) (s) = mg(h2-h1) persamaan 1 Tanda negatif menunjukkan bahwa arah percepatan gravitasi menuju ke bawah

Dengan demikian, energi potensial gravitasi sebuah benda merupakan hasil kali gaya berat benda (mg) dan ketinggiannya (h). h = h2 h1 EP = mgh persamaan 2 Berdasarkan persamaan EP di atas, tampak bahwa makin tinggi (h) benda di atas permukaan tanah, makin besar EP yang dimiliki benda tersebut. Ingat ya, EP gravitasi bergantung pada jarak vertikal alias ketinggian benda di atas titik acuan tertentu. Biasanya kita tetapkan tanah sebagai titik acuan jika benda mulai bergerak dari permukaan tanah atau gerakan benda menuju permukaan tanah. Apabila kita memegang sebuah buku pada ketinggian tertentu di atas meja, kita bisa memilih meja sebagai titik acuan atau kita juga bisa menentukan permukaan lantai sebagai titik acuan. Jika kita tetapkan permukaan meja sebagai titik acuan maka h alias ketinggian buku kita ukur dari permukaan meja. Apabila kita tetapkan tanah sebagai titik acuan maka ketinggian buku (h) kita ukur dari permukaan lantai. Jika kita gabungkan persamaan 1 dengan persamaan 2 : Persamaan ini menyatakan bahwa usaha yang dilakukan oleh gaya yang menggerakan benda dari h1 ke h2 (tanpa percepatan) sama dengan perubahan energi potensial benda antara h1 dan h2. Setiap bentuk energi potensial memiliki hubungan dengan suatu gaya tertentu dan dapat dinyatakan sama dengan EP gravitasi. Secara umum, perubahan EP yang memiliki hubungan dengan suatu gaya tertentu, sama dengan usaha yang dilakukan gaya jika benda dipindahkan dari kedudukan pertama ke kedudukan kedua. Dalam makna yang lebih sempit, bisa dinyatakan bahwa perubahan EP merupakan usaha yang diperlukan oleh suatu gaya luar untuk memindahkan benda antara dua titik, tanpa percepatan. Contoh soal 1 : Buah mangga yang ranum dan mengundang selera menggelayut pada tangkai pohon mangga yang berjarak 10 meter dari permukaan tanah. Jika massa buah mangga tersebut 0,2 kg, berapakah energi potensialnya ? anggap saja percepatan gravitasi 10 m/s2. Panduan jawaban : EP = mgh EP = (0,2 kg) (10 m/s2) (10 m) EP = 20 Kg m2/s2 = 20 N.m = 20 Joule Contoh soal 2 : Seekor monyet bermassa 5 kg berayun dari satu dahan ke dahan lain yang lebih tinggi 2 meter. Berapakah perubahan energi potensial monyet tersebut ? g = 10 m/s2 Panduan jawaban : Soal ini sangat gampang kita tetapkan dahan pertama sebagai titik acuan, di mana h = 0. Kita hanya perlu menghitung EP monyet ketika berada pada dahan kedua EP = mgh = (5 kg) (10 m/s2) (2 m) EP = 100 Joule Dengan demikian, perubahan energi potensial monyet = 100 Joule. Contoh soal 3 : Seorang buruh pelabuhan yang tingginya 1,50 meter mengangkat sekarung beras yang bermassa 50 kg dari permukaan tanah dan memberikan kepada seorang temannya yang berdiri di atas kapal. Jika orang tersebut tersebut berada 0,5 meter

tepat di atas kepala buruh pelabuhan, hitunglah energi potensial karung berisi beras relatif terhadap : a) permukaan tanah b) kepala buruh pelabuhan Panduan jawaban : a). EP karung berisi beras relatif terhadap permukaan tanah Ketinggian total karung beras dari permukaan tanah = 1,5 m + 0,5 m = 2 meter Dengan demikian, EP = mgh = (50 kg) (10 m/s2) (2 m) EP = 1000 Joule b). EP karung berisi beras relatif terhadap kepala buruh pelabuhan Kedudukan karung beras diukur dari kepala buruh pelabuhan adalah 0,5 meter. EP = mgh = (50 kg) (10 m/s2) (0,5 m) EP = 250 Joule Energi Potensial Elastis Sebagaimana dijelaskan pada bagian awal tulisan ini, selain energi potensial gravitasi terdapat juga energi potensial elastis. EP elestis berhubungan dengan benda-benda yang elastis, misalnya pegas. Mari kita bayangkan sebuah pegas yang ditekan dengan tangan. Apabila kita melepaskan tekanan pada pegas, maka pegas tersebut melakukan usaha pada tangan kita. Efek yang dirasakan adalah tangan kita terasa seperti di dorong. Apabila kita menempelkan sebuah benda pada ujung pegas, kemudian pegas tersebut kita tekan, maka setelah dilepaskan benda yang berada di ujung pegas pasti terlempar. perhatikan gambar di bawah. Jika dirimu mempunyai koleksi pegas, baik di rumah maupun di sekolah, silahkan melakukan percobaan ini untuk membuktikannya. Ketika berada dalam keadaan diam, setiap pegas memiliki panjang alami, seperti ditunjukkan gambar a (lihat gambar di bawah). Jika pegas di tekan sejauh x dari panjang alami, diperlukan gaya sebesar FT (gaya tekan) yang nilainya berbanding lurus dengan x, yakni : FT = kx k adalah konstanta pegas (ukuran kelenturan/elastisitas pegas) dan besarnya tetap. Ketika ditekan, pegas memberikan gaya reaksi, yang besarnya sama dengan gaya tekan tetapi arahnya berlawanan. gaya reaksi pegas tersebut dikenal sebagai gaya pemulih. Besarnya gaya pemulih adalah : FP = -kx Tanda minus menunjukkan bahwa arah gaya pemulih berlawanan arah dengan gaya tekan. Ini adalah persamaan hukum Hooke. Persamaan ini berlaku apabila pegas tidak ditekan sampai melewati batas elastisitasnya (x tidak sangat besar). Untuk menghitung Energi Potensial pegas yang ditekan atau diregangkan, terlebih dahulu kita hitung gaya usaha yang diperlukan untuk menekan atau meregangkan pegas. Kita tidak bisa menggunakan persamaan W = F s = F x, karena gaya tekan atau gaya regang yang kita berikan pada pegas selalu berubah-ubah selama pegas ditekan. Ketika menekan pegas misalnya, semakin besar x, gaya tekan kita juga semakin besar. Beda dengan gaya angkat yang besarnya tetap ketika kita mengangkat batu. Lalu bagaimana cara mengakalinya ? Kita menggunakan gaya rata-rata. Gaya tekan atau gaya regang selalu berubah, dari F = 0 ketika x = 0 sampai F = kx (ketika pegas tertekan atau teregang sejauh x). Besar gaya rata-rata adalah :

x merupakan jarak total pegas yang teregang atau pegas yang tertekan (bandingkan dengan gambar di atas). Usaha yang dilakukan adalah : Nah, akhirnya kita menemukan persamaan Energi Potensial elastis (EP Pegas). Catatan : Tidak ada rumus umum untuk Energi Potensial. Berbeda dengan energi kinetik yang memiliki satu rumus umum, EK = mv2, bentuk persamaan EP bergantung gaya yang melakukan usaha Sekarang, mari kita pelajari pokok bahasan Energi Kinetik. Energi Kinetik Setiap benda yang bergerak memiliki energi. Ketapel yang ditarik lalu dilepaskan sehingga batu yang berada di dalam ketapel meluncur dengan kecepatan tertentu. Batu yang bergerak tersebut memiliki energi. Jika diarahkan pada ayam tetangga maka kemungkinan besar ayam tersebut lemas tak berdaya akibat dihajar batu. Pada contoh ini batu melakukan kerja pada ayam. Kendaraan beroda yang bergerak dengan laju tertentu di jalan raya juga memiliki energi kinetik. Ketika dua buah kendaraan yang sedang bergerak saling bertabrakan, maka bisa dipastikan kendaraan akan digiring ke bengkel untuk diperbaiki. Kerusakan akibat tabrakan terjadi karena kedua mobil yang pada mulanya bergerak melakukan usaha / kerja satu terhadap lainnya. Ketika tukang bangunan memukul paku menggunakan martil, martil yang digerakan tukang bangunan melakukan kerja pada paku. Setiap benda yang bergerak memberikan gaya pada benda lain dan memindahkannya sejauh jarak tertentu. Benda yang bergerak memiliki kemampuan untuk melakukan kerja, karenanya dapat dikatakan memiliki energi. Energi pada benda yang bergerak disebut energi kinetik. Kata kinetik berasal dari bahasa yunani, kinetikos, yang artinya gerak. ketika benda bergerak, benda pasti memiliki kecepatan. Dengan demikian, kita dapat menyimpulkan bahwa energi kinetik merupakan energi yang dimiliki benda karena gerakannya atau kecepatannya. Sekarang mari kita turunkan persamaan Energi Kinetik. Untuk menurunkan persamaan energi kinetik, bayangkanlah sebuah benda bermassa m sedang bergerak pada lintasan lurus dengan laju awal vo. Agar benda dipercepat beraturan sampai bergerak dengan laju v maka pada benda tersebut harus diberikan gaya total yang konstan dan searah dengan arah gerak benda sejauh s. Untuk itu dilakukan usaha alias kerja pada benda tersebut sebesar W = F s. Besar gaya F = m a. Karena benda memiliki laju awal vo, laju akhir vt dan bergerak sejauh s, maka untuk menghitung nilai percepatan a, kita menggunakan persamaan vt2 = vo2 + 2as.

Kita subtitusikan nilai percepatan a ke dalam persamaan gaya F = m a, untuk menentukan besar usaha :

Persamaan ini menjelaskan usaha total yang dikerjakan pada benda. Karena W = EK maka kita dapat menyimpulkan bahwa besar energi kinetik translasi pada benda tersebut adalah : W = EK = mv2 persamaan 2 Persamaan 1 di atas dapat kita tulis kembali menjadi : Persamaan 3 menyatakan bahwa usaha total yang bekerja pada sebuah benda sama dengan perubahan energi kinetiknya. Pernyataan ini merupakan prinsip usaha-energi. Prinsip usaha-energi berlaku jika W adalah usaha total yang dilakukan oleh setiap gaya yang bekerja pada benda. Jika usaha positif (W) bekerja pada suatu benda, maka energi kinetiknya bertambah sesuai dengan besar usaha positif tersebut (W). Jika usaha (W) yang dilakukan pada benda bernilai negatif, maka energi kinetik benda tersebut berkurang sebesar W. Dapat dikatakan bahwa gaya total yang diberikan pada benda di mana arahnya berlawanan dengan arah gerak benda, maka gaya total tersebut mengurangi laju dan energi kinetik benda. Jika besar usaha total yang dilakukan pada benda adalah nol, maka besar energi kinetik benda tetap (laju benda konstan). Contoh soal 1 : Sebuah bola sepak bermassa 150 gram ditendang oleh Ronaldo dan bola tersebut bergerak lurus menuju gawang dengan laju 30 m/s. Hitunglah : a) energi kinetik bola tersebut b) berapa usaha yang dilakukan Ronaldo pada bola untuk mencapai laju ini, jika bola mulai bergerak dari keadaan diam ? panduan jawaban : a) Energi Kinetik bola EK= mv2 = (0,15 kg) (30 m/s2)2 = 67,5 Joule b) Usaha total W = EK2 EK1 EK2 = 67,5 Joule EK1 = mv2 = m (0) = 0 laju awal bola (vo) = 0 Dengan demikian, usaha total : W = 67,5 Joule 0 = 67,5 Joule Contoh soal 2 : Berapa usaha yang diperlukan untuk mempercepat gerak sepeda motor bermassa 200 kg dari 5 m/s sampai 20 m/s ? Panduan jawaban : Pertanyaan soal di atas adalah berapa usaha total yang diperlukan untuk mempercepat gerak motor. W = EK2 EK1 Sekarang kita hitung terlebih dahulu EK1 dan EK2 EK1 = mv12 = (200 kg) (5 m/s)2 = 2500 J EK2 = mv22 = (200 kg) (20 m/s)2 = 40.000 J Energi total : W = 40.000 J 2.500 J W = 37.500 J