Hukum Kekekalan Energi : Kinetik, Potensial, Mekanik, Bunyi

Definisi hukum kekekalan energi

dalam fisika, hukum kekekalan energi menyatakan bahwa energi total sistem tertutup tidak berubah, tetap sama. Energi ini tidak dapat diciptakan atau dihancurkan oleh manusia; tetapi dapat berubah dari satu bentuk energi ke bentuk energi lainnya. Misalnya, energi kimia dapat diubah menjadi energi kinetik dalam ledakan dinamit.

Penemu Hukum Kekekalan Energi adalah James Prescott Joule, seorang ilmuwan dari Inggris yang lahir pada tanggal 24 Desember 1818 dan meninggal pada tanggal 11 Oktober 1889. Pada saat itu, Hukum Kekekalan Energi merupakan hukum pertama dalam termodinamika. Berdasarkan hukum ini, ada 3 bentuk energi, yaitu Energi Mekanik, Energi Kinetik, dan Energi Potensial.

Energi kinetik

Energi kinetik adalah usaha yang diperlukan untuk memindahkan benda bermassa tertentu dari keadaan diam ke kecepatan tertentu. Oleh karena itu, Energi Kinetik adalah energi yang dimiliki benda sebagai akibat dari geraknya. Kata “kinetik” sendiri berasal dari bahasa Yunani yaitu “kinesis” yang berarti gerak.

Energi potensial

Energi Potensial adalah energi yang dimiliki suatu benda akibat kedudukannya (ketinggiannya). Ada beberapa hal yang mempengaruhi energi potensial suatu benda, namun tiga hal yang paling penting adalah massa benda, gaya gravitasi, dan tinggi benda.

Rumus Energi Potensial

e_hal = mgh

Informasi

e_hal = Energi Potensial

m = massa benda (kg)

g = Gravitasi (m/s)

h = Tinggi (m)

Energi mekanik

Energi mekanik adalah energi yang berkaitan dengan gerak dan posisi suatu benda. Energi mekanik dengan demikian adalah energi yang diperoleh dari penjumlahan energi kinetik dan energi potensial untuk melakukan suatu usaha. Contoh energi mekanik adalah ketika kita memukul paku dengan palu, sekarang kita akan mengangkat palu tersebut sehingga berada pada posisi yang lebih tinggi (energi potensial), kemudian kita bergerak menuju paku tersebut dengan kecepatan tertentu (energi kinetik), lalu ketika paku dan palu bersentuhan, paku akan terdorong (energi mekanik) dan tujuan kita tercapai.

Rumus Energi Mekanik

e_M = E_k +E_hal

Informasi

e_M = Energi Mekanik

e_k = Energi Kinetik

e_hal = Energi Potensial

Hukum Kekekalan Energi (Hukum I Termodinamika) menyatakan:

Energi dapat berubah dari satu bentuk ke bentuk lainnya, tetapi tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan (konversi energi).

Terdengar hukum kekekalan energi

Hukum kekekalan energi menyatakan bahwa energi tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan, tetapi hanya dapat diubah dari satu bentuk ke bentuk lainnya.

Rumus Hukum Kekekalan Energi

Hukum kekekalan energi mekanik menyatakan bahwa jumlah energi mekanik pada benda yang bergerak selalu konstan. Secara matematis, diformulasikan sebagai berikut.

Em1 = ​​​​​Em2

Ek1 + Ep1 = Ek2 + Ep2

Informasi:
Em1, Em2 : energi mekanik awal dan energi mekanik akhir (J).

Ek1, Ek2 : energi kinetik awal dan energi kinetik akhir (J).

Ep1, Ep2 : energi potensial awal dan energi potensial akhir (J).

Contoh hukum kekekalan energi

Sebuah mangga bermassa 1,2 kg jatuh dari pohon setinggi 5 m di atas tanah. (g = 10 m/s2).
A. Berapa energi potensial dan energi kinetik awal?
B. Berapakah energi potensial dan energi kinetik jika tingginya 4,8 m? Berapa kecepatan mangga pada saat itu?
C. Berapa kecepatannya saat menyentuh tanah?
Diskusi
Dikenal:
m = 1,2 kg

jam = 5 mg = 10 m/s2

diminta:
A. Ep dan Aku pertama = …?

1. Ep dan I ketika h1 = 4,8 = …? v1 = …?
2. v saat menyentuh tanah = …?

Menjawab:

1. Ep = mgh = 1,2×5 ×10 = 60 joule Ek = 0
2. Ep1 = mg h1 = 1,2× 4,8×10 = 57,6 joule

Ep1+I1 = Ep+I
57,6 + I1 = 60 + 0
I1 = 60 – 57,6
= 2,4 joule

1/2 mv2 = Me1
1/2 x 1,2 x 12 = 2,4
v12 = 4
v1 = 2m/s

1. Ep3+Ek3 = Ep +Ek
   0 + 1/2mv32 = 60 + 0
   1/2 x 1,2 x v32 = 60
   v32 = 100
   v3 = 10m/s

Kelajuan mangga saat menyentuh tanah = 10 m/s.

Manfaat dan fungsi kekekalan energi

Dalam kehidupan kita sehari-hari ada banyak jenis energi. Selain energi potensial dan energi kinetik pada benda biasa (skala makroskopis), ada juga bentuk energi lainnya. Ada energi listrik, energi panas, energi listrik, energi kimia yang tersimpan dalam makanan dan bahan bakar, energi nuklir. Setelah teori atom muncul, dikatakan bahwa bentuk energi lain (energi listrik, energi kimia, dll) energi kinetik atau energi potensial pada tingkat atom (pada skala mikroskopis – disebut mikro karena atom berukuran kecil.

Contoh lain adalah perubahan energi listrik menjadi energi panas (besi), energi listrik menjadi energi gerak (kipas angin) dll. Proses perubahan bentuk energi ini sebenarnya disebabkan oleh adanya perubahan energi antara energi potensial dan energi kinetik pada tingkat atom. Pada tingkat makroskopis kita juga dapat menemukan banyak contoh perubahan energi.

Demikian artikel Duniadik.co.id tentang Hukum Kekekalan Energi : Kinetik, Potensial, Mekanik, Bunyi, Rumus, Contoh Soal, semoga artikel ini bermanfaat untuk sobat semua.