Assalamu'alaikum generasi Hebat SMK MUDA, semoga semua dalam kondisi sehat aamiin. Kita awali pembelajaran dengan membaca Basmalah...
ENERGI
Pada musim kemarau, para petani di Desa Manggungsari ini harus memindahkan air dari Sungai Citanduy menuju ke sawah mereka. Mereka menggunakan kincir air dengan rata-rata diameter sekitar 5 meter yang pada ujung-ujungnya diberi tabung bambu untuk memerangkap air, Aliran air sungai dengan debit tertentu menyediakan gaya dorong yang dibutuhkan untuk memutar kincir air dan mengangkat air pada tabung bambu hingga mencapai ketinggian sekitar 5 meter. Gaya dorong aliran air sungai tersebut tegak lurus dengan kincir airnya. Gaya tersebut menyebabkan kincir air tersebut berputar.
Gaya yang diberikan aliran sungai menyalurkan
energi pada kincir tersebut. Oleh karena itu, Kalian dapat menyebutkan bahwa
gaya dorong aliran air tersebut melakukan usaha. Melakukan usaha artinya cara
memindahkan atau menyalurkan energi. Energi sering juga disebut sebagai
kemampuan untuk melakukan usaha (usaha =
perubahan energi ) dimana Usaha dan
energi memiliki satuan yang sama yaitu joule .
E = ΔW
E = F
Δs
dimana
E =
energi
W
= usaha yang dikerjakan oleh gaya (J)
F = gaya (N)
Δs = perpindahan (m)
Mari
mencoba aplikasikan persamaan tersebut pada kincir air dengan contoh kasus
berikut.
Misalkan gaya dorong yang diberikan volume
air tertentu yang bergerak. Gaya F memutar kincir air hingga air terangkat
sejauh 5 m dari dasar sungai, maka Energi yang dikerjakan oleh gaya F adalah …
.
E = W = F Δs
= F (5)
= 5F
= 5F Joule
Maka energi yang diberikan oleh gaya dorong
aliran air sungai pada kincir air adalah 5F Joule.
Bentuk-bentuk Energi
Kincir air dapat berputar karena gaya
dorong aliran air. Bentuk energi yang terlibat pada peristiwa tersebut adalah
energi kinetik. Pada kincir air, air mengalir keluar dari tabung bambu setelah
tabung tersebut mencapai pada posisi tertinggi atau puncak. Hal tersebut
terjadi akibat adanya gaya tarik dari gravitasi Bumi, sehingga energi yang
disalurkan pada air dalam tabung bambu tersebut adalah energi potensial
gravitasi. Pada peristiwa kincir air tersebut, terdapat dua bentuk energi yang
terlibat. Namun apakah masih ada bentuk-bentuk energi lain selain dua bentuk
energi tersebut? Ya. Tentu saja masih banyak bentuk energi lainnya. Mari
besama-sama mengulas bentuk-bentuk energi.
A. Energi Kinetik
Energi yang dimiliki oleh benda bergerak lurus disebut energi kinetik. Secara matematis, dinyatakan dengan persamaan.
B. Energi
Potensial Gravitasi
Di bawah pengaruh gaya gravitasi Bumi, benda akan memiliki energi yang tersimpan. Energi tersebut biasanya disebut dengan istilah Energi Potensial Gravitasi.
C. Kalor
Ketika terjadi perubahan suhu pada benda, terdapat energi yang diserap atau dilepaskan oleh benda, yaitu kalor. Secara matematis kalor dinyatakan dengan persamaan berikut ini.
D. Energi Listrik
Muatan listrik Q memiliki medan listrik, kemudian muatan listrik lainnya q dipindahkan dari satu tempat ke tempat yang lain dalam pengaruh medan listrik Q, maka muatan listrik q memiliki energi. Secara matematis dinyatakan dengan persamaan:
