Walaupun kita telah mengeluarkan energi dapat saja dikatakan kita tidak melakukan usaha

Merdeka.com - Energi merupakan sesuatu yang bersifat abstrak yang sukar dibuktikan akan tetapi dapat dirasakan adanya. Energi juga bisa diartikan sebagai kemampuan untuk melakukan usaha atau kerja.

Secara umum banyak pula yang menyebut energi sebagai tenaga, Hal ini tentu saja bisa diterima mengingat faktanya dalam kehidupan sehari-hari manusia selalu melakukan suatu apa pun dengan tenaga.

Meskipun energi bukan hal yang asing di telinga kita, namun kenyataannya masih banyak dari kita yang sebenarnya belum memahami betul perihal energi dari bentuk hingga fungsinya.

Untuk itu penting untuk menyimak informasi mengenai energi adalah kemampuan untuk melakukan usaha, perhatikan bentuk dan fungsinya:

2 dari 3 halaman

1. Energi Kimia
Bentuk-bentuk energi yang pertama adalah energi kimia yang merupakan sebuah energi yang dihasilkan atau diperoleh dari hasil reaksi kimia. Adapun fungsi energi kimia dalam kehidupan sehari-hari ini adalah ketika kita mengonsumsi makanan di setiap harinya.

Di mana saat kita makan maka dalam tubuh akan terjadi reaksi kimia yang menghasilkan energi untuk beraktivitas. Selain itu, mobil untuk dapat bergerak juga dihasilkan dari energi panas saat proses pembakaran berlangsung pada bensin.

2. Energi Panas
Bentuk-bentuk energi berikutnya adalah energi panas atau dikenal juga dengans sebutan kalor adalah energi yang dihasilkan akibat perpindahan temperatur. Contoh energi panas sendiri adalah api.

Adapun fungsinya, kita dapat memakai kompor sebagai penghasil panas yang dapat membantu aktivitas memasak minuman maupun makanan untuk kehidupan kita sehari-hari.

Energi kalor juga bisa dihasilkan dari sumber energi terbesar yakni matahari. Dengan memanfaatkan panas dari matahari ini, kita bisa menggunakannya untuk menjemur pakaian secara alami dan juga bisa digunakan untuk proses fotosintesis. Matahari juga termasuk energi alternatif yang ramah lingkungan.

3. Energi listrik
Energi listrik juga tak kalah pentingnya bagi kebutuhan manusia untuk menjalankan berbagai macam alat elektronik yang dibutuhkan saat beraktivitas. Listrik berfungsi sebagai alat penerangan, selain itu fungsi energi listrik juga penting untuk menghidupkan kipas angin, AC, mesin cuci dan berbagai macam alat elektronik lainnya.

4. Energi air
Selain energi listri, bentuk-bentuk energi lainnya adalah energi air yang merupakan sumber energi yang tak kalah pentingnya bagi kehidupan manusia ataupun makhluk hidup lainnya untuk kehidupan. Air berperan untuk mandi, mencuci, minum, hingga industri pengolahan air. Selain itu, tenaga air juga berperan besar dalam menghasilkan listrik untuk kehidupan umat manusia.

©2020 Merdeka.com/Ananias Petrus

Tanpa adanya air, manusia dan makhluk hidup lainnya tak akan bisa bertahan hidup. Energi air juga termasuk salah satu energi terbarukan yang tak akan ada habisnya, kecuali kehidupan di bumi ini musnah. Air juga dapat digunakan secara terus menerus dengan berkesinambungan untuk kehidupan setiap makhluk hidup.

5. Energi cahaya
Bentuk-bentuk energi berikutnya adalah energi cahaya. Tanpa adanya cahaya, maka kita akan kegelapan di malam hari. Adapun sumber cahaya terbesar di bumi adalah matahari. Matahari adalah sumber energi terpenting untuk kehidupan makhluk hidup di alam semesta.

Dengan adanya matahari, maka tumbuhan bisa melangsungkan proses fotosintesis yang menghasilkan oksigen untuk dapat dihirup oleh semua makhluk hidup di dunia. Selain cahaya matahari, energi cahaya juga tersimpan dalam lampu atau listrik untuk penerangan di malam hari.

3 dari 3 halaman

Energi adalah kebutuhan manusia kini. Beberapa darinya digunakan dalam kehidupan sehari-hari, berikut ini ada sebagian contoh fungsi energi dengan mengubahnya dari satu bentuk ke bentuk lainnya:

• Energi listrik menjadi energi panas pada pemakaian setrika untuk menggosok pakaian.
• Energi kimia menjadi energi gerak (mekanik) pada makanan yang kita makan diolah dengan reaksi kimia menjadi sumber energi dalam beraktivitas.
• Energi listrik menjadi energi bunyi ada pemakaian bel yang menghasilkan bunyi
• Energi gerak (mekanik) menjadi energi panas pada gesekkan dua benda dengan terus menerus menghasilkan panas
• Energi listrik menjadi energi gerak (mekanik) pada pemakaian kipas angin
• Energi cahaya menjadi energi kimia pada pemanfaatan cahaya matahari.

Latar Belakang

Di dalam ilmu fisika ada yang dikenal dengan sebutan "Energi dan Usaha". Apa dan bagaimana sebenarnya energi usaha itu sendiri. Coba kita telusuri latar belakang di angkatnya materi ini sebagai materi pelajaran fisika yang cukup penting. Semua mahluk hidup di dunia ini setiap hari melakukan pekerjaan atau aktifitas masing-masing secara rutin. Mahluk hidup yang ada di bumi ini baik manusia, hewan dan tumbuhan ternyata selalu berhubungan dengan yang namanya energi ataupun usaha. Jangankan mahluk hidup ternyata mahluk matipun memerlukan energi untuk melakukan sesuatu perkerjaan seperti mesin yang memerlukan energi listrik.

Ternyata sejak dulu para ilmuwan ataupun ahli fisika sudah tertarik untuk mengungkapkan rahasia pemahaman mengenai energi pada mahluk hidup yang peruntukannya untuk melakukan sesuatu usaha. Dari mana mahluk hidup itu memperoleh energinya, ataupun dari mana suatu mesin bisa mendapatkan energi listrik. Kalau mahluk hidup mendapatkan energi dari makanan. Makanan bermacam-macam dan mengandung zat-zat seperti karbohidrat, lemak, protein, mineral dan zat-zat lainnya. Zat makanan yang dikenal sebagai penghasil energi paling besar adalah karbohidrat. Karbohidrat ini biasanya terkandung dalam tanaman biji-bijian seperti padi, gandum, sagu dan lain-lain. Biasanya porsi karbohidrat lebih banyak dari porsi zat lain yang dimakan oleh manusia, ini karena manusia harus memperoleh energi yang cukup dalam melakukan bermacam-macam pekerjaan dalam satu hari. Untuk orang Indonesia energi paling banyak diperoleh dari nasi (beras yang dimasak). Sedangkan orang Barat biasanya kebutuhan karbohidrat mereka peroleh dari roti (olahan gandum).

Selain energi yang terkandung dalam makanan untuk kebutuhan kelangsungan hidup manusia, ternyata energi lain yang sangat mempengaruhi kehidupan kita dewasa ini adalah energi listrik. Coba bayangkan sekarang ini jika kita tidak mendapat pasokan listrik yang cukup dari PLN, atau sering mendapat pemadaman bergilir. Betapa kesalnya kita biasanya dalam menungu listrik yang padam karena semua peralatan rumah tangga membutuhkan energi listrik seperti televisi, kulkas, rice cooker, AC, kipas angin dan banyak lagi peralatan listrik lainnya.

Ahli fisika Inggris, James Prescott Joule, yang namanya menjadi satuan energi adalah penemu hukum kekekalan energi. Pada hukum ini dikatakan bahwa "energi hanya dapat dipindahkan tetapi tidak bisa diciptakan ataupun dimusnahkan". Atau yang kita sering dengar dengan istilah "Transfer Energi". Kalau kita orang awam yang bukan ilmuwan ataupun ahli pikir mungkin agak bingung dengan pernyataan di atas. Apaka benar energi itu tidak bisa diciptakan atau dihilangkan, sedangkan kita sendiri harus makan dengan rutin untuk mendapatkan pasokan energi yang habis akibat melakukan berbagai kegiatan. Tapi kalau menurut saya memang energi itu tidak hilang atau diciptakan tetapi hanya berpindah, contohnya sewaktu kita makan berarti kita memindahkan energi yang terkandung dalam makanan tersebut ke dalam tubuh kita. Energi listrik baterai yang habis karena pemakaian peralatan listrik juga adalah proses pemindahan energi, misalnya kipas angin mengubah energi listrik menjadi energi gerak, lampu mengubah energi listrik menjadi energi cahaya dan setrika mengubah energi listrik menjadi energi panas. Jadi jika tidak ada energi listrik yang dapat di ubah oleh peralatan tersebut maka peralatan tersebut tidak bisa melakukan usaha apa-apa.

Energi adalah kemampuan untuk melakukan usaha. Sedangkan, usaha adalah besarnya gaya yang bekerja pada suatu benda untuk melakukan perpindahan (gaya dikali perpindahan). Pengertian energi dan usaha di atas adalah pengertian secara fisika, sedangkan dalam kehidupan sehari-hari agak sedikit berbeda. Misalnya : Bedu mempunyai usaha pembuatan batu bata dan Amir mempunyai usaha toko manisan. Atau sering kita dengar kata-kata orang tua bahwa kita harus ber-usaha keras untuk mengejar cita-cita. Tetapi sebenarnya bukan pengertian itu yag kita mau bahas pada artikel energi dan usaha ini, melainkan pengertian energi dan usaha secara fisika. 

Karena blog ini merupakan blog yang membahas mengenai ilmu pengetahuan atau memerlukan pembuktian ilmiah, maka yang akan kita bahas bukan masalah makna kata-kata dari energi dan usaha atau usaha dan energi, melainkan kita akan mencoba mengetahui perhitungan secara matematis. Jadi setiap benda mati ataupun mahluk hidup yang melakukan suatu pekerjaan akan dapat kita hitung besarnya energi yang dibutuhkannya. Ada rumus-rumus khusus yang telah dibakukan dalam penyelesaian materi fisika energi dan usaha ini.

Sebelumnya saya ingin membahas sekilas tentang pernyataan teman kuliah saya dulu. Memang pernyataan ini adalah hukum yang sudah dibakukan di dalam ilmu fisika, tetapi seuntai kalimat ini selalu teringat oleh saya yaitu "energi masuk sama dengan energi keluar". Mengapa pernyataan atau hukum fisika satu ini selalu saya ingat karena seringnya dulu saya ditegor oleh teman saya mengenai ini. Jadi karena saya jurusan tehnik elektro, maka seringkali mengikuti materi kuliah praktikum. Didalam praktikum dulu saya sering mengungkapkan ide yang bertentangan dengan hukum tersebut. Mungkin karena dorongan ingin mencari ide cemerlang maka ide-ide saya ternyata sangat bertentangan. Dari bebarapa kali saya diingatkan mengenai hukum ini, ada satu yang paling saya ingat yaitu ide untuk menghubungkan poros suatu motor yang bergerak ke suatu generator. Jadi maksud saya energi yang dipakai untuk menggerakkan motor listrik dapat kita ambil dengan cara memasang generator pada poros yang sama dan mengalirkannya kembali sebagai supply listrik pada motor. Secara pikiran sederhana memang pada saat generator mendapatkan putaran mekanis maka kumparannya akan mendapatkan listrik. Tetapi kalau kita lebih detail bahwa energi yang dibutuhkan untuk memutar poros motor yang terkopel dengan generator tadi akan lebih besar karena terbebani oleh generator. Jadi energi listrik akan sama dengan energi yang masuk pada motor ditambah energi yang masuk pada generator, sehingga mustahil bagi saya untuk menyuplai rangkaian kembali dari energi listrik hasil generator tersebut.

Contoh gambar orang yang mengeluarkan energi :

Berjalan kaki : Orang yang sedang mengeluarkan energi

Contoh gambar orang yang sedang melakukan usaha :

Orang sedang mendorong meja

Dari kedua contoh gambar usaha dan energi di atas dapat kita mengerti bahwa keduanya sedang mengeluarkan sejumlah energi tertentu untuk melakukan usaha yaitu jalan kaki dan mendorong meja. Secara fisika kita dapat menghitung seberapa besar energi yang dibutuhkan untuk suatu benda berpindah dalam jarak tertentu. Misalnya orang yang berjalan kaki sejauh sekian meter, maka dapat diperoleh berapa energi yang dikeluarkannya dengan rumus fisika tentang energi dan usaha. Begitu juga halnya pada orang yang sedang mengeluarkan energi untuk mendorong meja.

Jenis-jenis Energi dalam Fisika

Dari beberapa artikel fisika yang saya baca umumnya energi dibedakan menjadi 3 (tiga) yaitu :

1. Energi Potensial

Yaitu energi yang dimiliki oleh benda karena kedudukannya, contohnya : pegas. Energi ini sifatnya tersembunyi dan akan keluar jika dilakukan sesuatu kepadanya. Coba anda tarik sebuah pegas dengan kencang-kencang, maka pegas tersebut akan bergerak berulang-ulang atau melepaskan energi secara berulang-ulang. Padahal kita hanya menariknya satu kali saja. Contoh energi potensial pada pegas ini disebut juga energi potensial elastis.

2. Energi Kinetik

Yaitu energi yang dimilki oleh suatu benda karena gerakannya. Jadi bisa dikatakan energi kinetik ini adalah energi yang berhubungan dengan gerakan, misalnya : percobaan menjatuhkan beberapa benda dengan berat yang sama pada tanah yang berlumpur. Diperoleh kesimpulan bahwa kuadrat kecepatan akan berbanding lurus dengan kedalaman tanah tersebut.

3. Energi Mekanik

Yaitu energi yang diperoleh dari hasil penjumlahan energi potensial dengan energi kinetik.

\

Rumus-rumus Fisika Energi dan Usaha

Rumus lain energi potensial :

2. Rumus pada Energi Kinetik

Ek = Em - Ep

3. Rumus Energi Mekanik

II. Rumus Usaha

W = F. s cos θ 

θ = Sudut antara arah gaya dengan arah perpindahan

III. Rumus Hubungan Energi dan Usaha

Ep1 = Energi potensial awal

IV. Rumus Hubungan, Energi, Usaha dan Daya

P =ΔE / Δt

1. Terdapat Benda beratnya w Newton (g = 9,8 m/s2) mula-mula dalam keadaan diam. Gaya besarnya 10 newton bekerja pada benda selama 10 detik. Jika gaya telah melakukan usaha sebesar 3000 joule, berapa w dan berapa besarnya daya dalam watt dan HP.

2. Benda yang massanya 4 kg sedang bergerak. Hitunglah besar usaha untuk : 

a. Menaikkan kecepatan benda dari 3 m/s menjadi 6 m/s. 

b. Menghentikan gerak benda yang kecepatannya 10 m/s  (g = 9,8 m/s2)

3.Kapan Energi Potensial pegas akan sama dengan 0 ?

5. Jika Yakub membawa ransel seberat 20 Kg kemudian mendaki bukit dengan ketinggian 20 meter, jika Yakub bergerak dengan kecepatan tetap, Hitunglah usaha yagn harus dilakukan Yakub ?

Video Edukasi Tentang Energi dan Usaha

Page 2