Energi - Pengertian, jenis, dan contohnya dalam kehidupan sehari-hari

Makanan yang kita nikmati sehari-hari merupakan sumber energi yang disebut energi kimia. Jika demikian, apakah yang dimaksud dengan energi?

Kandungan energi kimia berbagai bahan makanan

Contoh lain ketika berlari otot akan melakukan usaha untuk menggerakkan kaki pada kecepatan tertentu. Setelah berlari beberapa menit kita akan merasakan lelah. Hal itu disebabkan karena usaha yang dilakukan oleh otot ketika berlari mengubah sebagian energi kimia yang tersimpan dalam otot menjadi energi gerak. Sehingga pada suatu waktu tubuh kita tidak akan mampu berlari lagi, jika tidak melakukan istirahat, minum ataupun makan. Minum dan makan memberi tambahan energi kimia untuk otot, sehingga kita sanggup berlari lagi.

 

Suatu hari kamu mengendarai sebuah mobil melihat indikator yang menunjukkan bensin akan segera habis. Jika kamu terus melanjutkan perjalanan maka beberapa saat kemudia mobil kamu akan mogok. Hal ini dikarenakan mesin mobil tidak dapat lagi melakukan usaha untuk mengubah energi kimia bensin (sebab bensin habis) menjadi energi gerak.

Dari kedua contoh di atas dapat didefinisikan bahwa energi (tenaga) adalah kemampuan untuk melakukan usaha

Jenis-jenis Energi

Energi mekanik

Benda yang bergerak atau memiliki kemampuan untuk bergerak, memiliki energi mekanik. Air terjun yang berada di puncak tebing memiliki energi mekanik yang cukup besar, demikian juga dengan angin. Mobil yang bergerak pada kelajuan 100 km/jam juga memiliki energi mekanik.

Energi mekanik terdapat pada air terjun

Energi Bunyi

Energi bunyi adalah energi yang dihasilkan oleh getaran partikel-partikel udara di sekitar sebuah sumber bunyi. Ketika speaker atau televisi beroperasi, pengeras suara secara nyata menggerakkan udara di depannya. Caranya dengan menyebabkan partikel-partikel udara bergetar. Energi dari getaran partikel-partikel udara ini sampai ke telinga, sehingga kita bisa mendengar bunyi. Jika seandainya tidak ada udara di sekitar sumber bunyi maka energi bunyi tidak muncul dan kamu tidak bisa mendengar bunyi.

Speaker berbunyi

Energi Kalor

Energi kalor (energi panas) adalah energi yang dihasilkan oleh gerak internal partikel-partikel dalam suatu zat. Seperti gosokan-gosokan pada kedua tangan selama beberapa detik, akan mengubah energi mekanik (energi gerakan tangan) menjadi energi kalor. Umunya, energi kalor memang dihasilkan dari gesekan. Energi kalor menyebabkan perubahan suhu dan perubahan wujud. Es krim yang kamu beli akan mencair setelah lama dikeluarkan dari kulkas disebabkan oleh energi kalor.

Energi Cahaya

Energi cahaya adalah energi yang oleh radiasi gelombang elektromagnetik.

Energi listrik

Energi listrik adalah energi yang dihasilkan oleh muatan listrik yang bergerak melalui kawat atau kabel. Ketika menekan sakelar lampu ke posisi on, kita menggunakan energi listrik untuk menyalakan lampu pijar. Ketika sakelar cook pada penanak nasi kita tekan, maka kita menggunakan energi listrik untuk memasak nasi.

Energi Nuklir

Energi nuklir adalag energi yang dihasilkan oleh reaksi inti dari bahan radioaktif. Ada dua jenis energi nuklir, yaitu energi nuklir fisi dan energi nuklir fusi. Energi nuklir fisi terjadi pada reaktor atom PLTN (Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir). Ketika suatu inti berat (misalnya uranium) membelah (fisi), energi nuklir cukup besar dibebaskan dalam bentuk energi kalor dan energi cahaya. Energi nuklir juga dibebaskan ketika inti-inti ringan (misalnya hidrogen) bertumbukan pada kelajuan tinggi dan bergabung (fusi). Energi matahari dihasilkan dari suatu reaksi nuklir fusi di mana inti-inti hidrogen bergabung membentuk inti helium.

Lidah api disemburkan dari Matahari pada suhu yang lebih besar daripada 50.000^oC. Energi yang menghasilkan  lidah api ini berasal dari energi nuklir

Energi Mekanik

Energi mekanik adalah energi yang berkaitan dengan gerak atau kemampuan untuk bergerak. Ada dua macam energi mekanik yakni energi kinetik dan energi potensial.

Energi kinetik

Cheetah yang sedang berlari cepat mengejar
mangsanya memiliki energi kinetik

Manakah yang lebih berbahaya, tabrakan antar motor yang berkelajuan tinggi dengan tabrakan antar motor berkelajuan renda? Tentu yang lebih berbahaya adalah tabrakan antar motor yang berkelajuan tinggi. Hal ini disebabkan motor yang bergerak dengan kelajuan tinggi memiliki energi kinetik yang jauh lebih besar daripada motor yang bergerak dengan kelajuan rendah. Energi kinetik adalah energi yang dimiliki benda karena geraknya atau kelajuannya. Energi kinetik dirumuskan sebagai berikut.

EK = ½ m v²

EK = energi kinetik (joule atau J), m = massa (kg), v = kelajuan (m/s)

contoh:

massa sepeda dengan pengendara 70 kg sedang bergerak dengan kelajuan 5 m/s memiliki energi kinetik = ½ (60 kg) (5 m/s) = 875 J.

Energi Potensial

Ketika batu bata di letakkan di atas tanah tampaknya tidak memiliki energi. Namun, ketika batu bata diletakkan pada ujung meja, ia memiliki energi. Ketika batu bata tersebut jatuh, dapat menyebabkan paku yang tertancap di tanah akan tertanam lebih dalam. Mustahil batu bata tersebut dapat menekan paku di tanah jika hanya di letakkan di tanah saja. Jadi posisi batu batalah yang menyebabkan batu bata memiliki energi sehingga mampu melakukan usaha. Energi yang dimiliki benda karena posisinya disebut energi potensial. Sementara energi yang dimiliki batu bata karena ketinggiannya terhadap tanah sebagai bidang acuan disebut energi potensial gravitasi.

 

Ketika sebuah anak panah dipasang pada tali busur yang kendur, tampaknya busur panah tidak memiliki energi (atau tidak dapat melakukan usaha). Akan tetapi, ketika pemanah memasang anak panah pada tali busur dan menarik hingga tali busur tegang maka usaha oleh gaya otot pemanah dalam menarik tali busur disimpan pada busur dan siap digunakan. begitu pemanah melepaskan pegangannya pada ekor anak panah maka anak panah akan segera terpental meninggalkan busur panah. Dalam kasus ini energi potensial yang tersimpan dalam busur berubah menjadi energi kinetik anak panah. Busur adalah benda elastis, sehingga energi yang disimpannya disebut energi potensial elastis.

Ketapel dan busur panah memiliki energi potensial elastis

Energi potensial tidak selalu berbentuk energi mekanik atau berkaitan dengan gerak. Sebagai contoh, energi kimia yang tersimpan dalam bahan makanan termasuk energi potensial. Energi akan dibebaskan jika makanan diuraikan dalam proses pencernaan dan pernafasan. Serupa dengan itu, energi kimia yang tersimpan dalam bahan bakar juga termasuk energi potensial. Energi akan dibebaskan jika bahan bakar tersebut dibakar. Energi nuklir yang tersimpan dalam inti atom juga termasuk energi potensial. Energi dibebaskan ketika inti atom membelah dalam reaktor atom.

 

Dua batu jatuh dari ketinggian yang sama di atas tanah tepat vertikal di bawah masing-masing batu tertancap paku dengan kedalaman yang sama. Dimana batu pertama lebih berat daripada batu kedua. Ketika batu sampai ke tanah paku yang dijatuhi oleh batu pertama menancapkan paku lebih dalam ke tanah dibandingkan batu kedua. Jadi, selain bergantung pada ketinggian, energi potensial gravitasi juga bergantung pada berat benda (m x g)

EP = m g h

EP = energi potensial gravitasi (Joule atau J), m = massa benda (kg), g = percepatan gravitas (m/s²), h = ketinggian benda dari acuan (m)

Contoh

Balok bermassa m = 5 kg dan berada pada ketinggiam h = 10 m (g = 10 m/s²), maka benda tersebut memiliki energi potensial gravitasi = EP = m g h = (5 kg) (10 m/s²) (10 m) = 500 J

Sumber: Kanginan, M. 2007.IPA FISIKA. Jakarta:Erlangga