1. Pengertian Energi
Energi adalah kemampuan untuk melakukan usaha. Tanpa energi, suatu benda atau sistem tidak dapat melakukan kerja.
2. Hubungan Usaha dan Energi
Usaha dan energi saling berkaitan. Jika suatu benda melakukan usaha, maka energi benda tersebut berubah.
Besarnya usaha yang dilakukan sama dengan perubahan energi.
3. Satuan Energi
Satuan energi dalam Sistem Internasional (SI) adalah Joule (J).
1 Joule adalah energi yang diperlukan untuk memindahkan benda sejauh 1 meter dengan gaya 1 Newton.
4. Macam-macam Energi
a. Energi Kinetik
Energi kinetik adalah energi yang dimiliki benda karena geraknya.
Ek = ½ × m × v²
- Ek = energi kinetik (J)
- m = massa benda (kg)
- v = kecepatan benda (m/s)
Contoh: bola yang menggelinding, sepeda yang melaju.
b. Energi Potensial
Energi potensial adalah energi yang dimiliki benda karena kedudukan atau posisinya.
Ep = m × g × h
- Ep = energi potensial (J)
- m = massa benda (kg)
- g = percepatan gravitasi (≈ 10 m/s²)
- h = ketinggian benda (m)
Contoh: buah yang masih menggantung di pohon, air di bendungan.
c. Energi Panas (Kalor)
Energi panas adalah energi yang berkaitan dengan suhu suatu benda.
Contoh: panas matahari, api kompor.
d. Energi Cahaya
Energi cahaya adalah energi yang dihasilkan oleh sumber cahaya.
Contoh: matahari, lampu.
e. Energi Bunyi
Energi bunyi adalah energi yang dihasilkan oleh getaran benda.
Contoh: suara gitar, suara petir.
f. Energi Kimia
Energi kimia tersimpan dalam zat kimia.
Contoh: makanan, bahan bakar, baterai.
g. Energi Listrik
Energi listrik berasal dari aliran muatan listrik.
Contoh: peralatan listrik di rumah.
5. Perubahan Bentuk Energi
Energi dapat berubah dari satu bentuk ke bentuk lainnya, tetapi tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan.
- Energi listrik → energi cahaya (lampu)
- Energi listrik → energi panas (setrika)
- Energi kimia → energi gerak (mesin kendaraan)
- Energi cahaya → energi kimia (fotosintesis)
6. Contoh Soal
Soal 1 (energi kinetik)
Sebuah sepeda bermassa 10 kg bergerak dengan kecepatan 4 m/s.
Hitung energi kinetik sepeda tersebut!
Penyelesaian:
Diketahui:
m = 10 kg
v = 4 m/s
Rumus energi kinetik:
Ek = ½ × m × v²
Ek = ½ × 10 × (4)²
Ek = 5 × 16
Ek = 80 Joule
Soal 2 (energi kinetik)
Sebuah bola bermassa 0,5 kg bergerak dengan kecepatan 6 m/s.
Tentukan energi kinetik bola tersebut!
Diketahui:
m = 0,5 kg
v = 6 m/s
Ek = ½ × m × v²
Ek = ½ × 0,5 × 36
Ek = 0,25 × 36
Ek = 9 Joule
Soal 3 (Energi Potensial)
Sebuah benda bermassa 3 kg diletakkan pada ketinggian 4 m.
Jika percepatan gravitasi 10 m/s², hitung energi potensial benda tersebut!
Diketahui:
m = 3 kg
g = 10 m/s²
h = 4 m
Rumus energi potensial:
Ep = m × g × h
Ep = 3 × 10 × 4
Ep = 120 Joule
Soal 4 (Energi Potensial)
Sebuah buah kelapa bermassa 2 kg berada di atas pohon setinggi 8 m.
Tentukan energi potensial buah kelapa tersebut!
Diketahui:
m = 2 kg
g = 10 m/s²
h = 8 m
Ep = 2 × 10 × 8
Ep = 160 Joule
