KONSEP ENERGI, GERAK DAN KETERKAITANNYA

BAB II PEMBAHASAN

A.    Pengertian Energi

Suatu benda dikatakan memiliki energi jika ia dapat melakukan kerja. Air terjun misalnya, dapat dikatakan memiliki energi karena ia dapat memutar turbin. Bola yang menggelinding memiliki energi bila ia menabrak pot bunga, pot itu jatuh. Cahaya matahari memiliki energi, ia dapat menguapkan air laut atau mengeringkan pakaian. Bensin memiliki energi karena pembakaran bensin dapat menggerakkan mesin mobil. Jadi Energi adalah sesuatu yang dapat menyebabkan benda dapat melakukan kerja. Satuan energi dalam Sistem Internasional (SI) adalah joule (J). Satuan energi dalam sistem yang lain adalah kalori, erg, dan kWh (kilo watt hours). Kesetaraan joule dengan kalor adalah sebagai berikut. 1 kalori = 4,2 joule atau 1 joule = 0,24 kalori.

B.     Konsep Energi

Konsep energi yang ada dalam kehidupan sehari hari seperti energi listrik menjadi energi panas (contoh: setrika). Berubah dari energi kimia menjadi energi listrik (contoh: baterai). Berubah dari energi gerak menjadi energi listrik (contoh: PLTA)

C.    Macam – macam bentuk energi

Energi terdapat dalam berbagai bentuk dalam mekanika dikelompokkan menjadi dua yaitu: Energi Kinetik dan Energi Potensial.

1.      Energi Kinetik

Energi Kinetik adalah energi yang  dimiliki oleh benda yang bergerak. Energi Kinetik dapat berupa gerakan gelombang, molekul molekul, benda, zat dan objek. Besarnya tergantung dari massa dan kecepatan benda itu bergerak.

            Termasuk energi kinetik adalah :

a)      Energi Angin

Angin adalah udara yang bergerak. Kita dapat memanfaatkan angin untuk berlayar, memutar baling-baling dan sebagainya.

b)      Energi Gelombang Laut

Gelombang laut mengadung energi yang besar karena dapt memecahkan batu karang, menghempaskan kapal. Sampai sekarang energi gelombang banyak dimanfaatkan oleh orang.

c)      Energi Suara

Suara adalah suatu gelombang juga. Gelombang suara merambat melalui zat perantara misalnya udara, air, zat padat. Gelombang suara membawa energi karena ia dapat memecahkan kaca jendela, misalnya dari suatu ledakan petasan yang besar.

d)     Energi Cahaya

Cahaya adalah suatu gelombang atau materi yang bergerak dari sumber cahaya. Cahaya matahari dapat kita manfaatkan energinya untuk mengeringkan pakaian, membunuh kuman-kuman, bahkan dapat digunakan untuk mengadakan energi listrik.

e)      Energi Panas

Energi panas benda, sebanding dengan getaran partikel dalam suatu materi. Jumlah panas yang memiliki suatu benda adalah jumlah energi kinetik dari semua pertikel yang bergerak dalam benda. Energi panas adalah sutu bentuk energi. Energi panas dapat melakukan usaha, misalnya meleburkan besi, dan mendidihkan air.

2.      Energi potensial adalah energi yang dimiliki oleh suatu benda pada suatu tempat (kedudukan) tertentu. Dari kedudukan atau tempat itu ia dapat melakukan usaha. Oleh karena itu energi potensial disebut juga energi tenaga tempat. Sebagimana contohnya adalah sebuah bola diangkat ke atas kemudian dilepaskan maka bola akan jatuh lagi ke bawah (kedudukan semula). Jadi bola yang telah diangkat ke atas tadi juga memiliki energi potensial. Energi potensial dapat berupa energi yang tersimpan dan energi posisi – energi gravitasi.

          Termasuk Energi potensial adalah:

a)       Energi Kimia

Energi yang tersimpan dalam ikatan atom dan molekul. Biomassa, minyak bumi, gas alam, dan batu bara adalah contoh-contoh energi kima yang tersimpan. Energi kimia diubah menjadi energi panas ketika kita membakar kayu di perapian atau membakar bensin di mesin mobil.

b)       Energi Mekanik

Energi yang tersimpan dalam objek dengan tegangan. Pegas yang ditekan dan karet yang diregangkan adalah contoh-contoh energi mekanik yang tersimpan.

c)      Energi Nuklir

Energi yang tersimpan dalam inti atom – energi yang menjaga inti tetap bersatu. Sangat besar jumlah energi yang dapat dilepaskan ketika inti digabungkan atau dibelah. Pembangkit listrik tenaga nuklir membelah inti atom uranium dalam sebuah proses yang disebut fisi. Matahari menggabungkan inti atom hidrogen dalam proses yang disebut fusi.

d)     Energi Gravitasi

Energi yang tersimpan dalam objek yang tinggi. Makin tinggi dan berat suatu objek, semakin banyak pula energi gravitasi yang tersimpan. Ketika anda menaiki sebuah menuruni bukit curam dan mendapatkan kecepatan, energi gravitasi sedang diubah menjadi energi gerak. Tenaga air adalah contoh lain dari energi gravitasi, dimana bendungan mengumpulkan air dan menjadikaknnya reservoir.

e)      Energi Listrik

Apa yang disimpan dalam sebuah baterai, dan dapat digunakan untuk menyalakan sebuah telepon genggam atau menyalakan sebuah mobil. Energi listrik dibawa oleh partikel super kecil yang bernama elektron, biasanya bergerak melalui kawat. Petir adalah sebuah contoh energi listrik di alam yang begitu kuat.

D.    Hukum kekelan energy dan perubahan Energi

Dalam kehidupan sehari-hari kita dapat melihat berbagai peristiwa perubahan bentuk energi, misalnya cahaya matahari diserap oleh tumbuhan yang digunakannya sebagai tenaga untuk tumbuh atau (untuk membentuk karbohidrat) melalui proses fotosintesis menjadi energi kimia.

Apabila kita membutuhkan panas untuk memasak kita dapat menjalankan kompor listrik. Dalam hal ini energi listrik berubah menjadi energi panas.

Apabila kita telusuri secara cermat peristiwa-peristiwa perubahan bentuk energi maka kita akan sampai pada suatu kesimpulan bahwa energi tidak ada yang hilang. Ia seolah olah menghilang tetapi sebenarnya berubah bentuk.

Hukum kekelan energy adalah Energi tidak dapat diciptakan dan tidak dapat dimusnahkan, tetapi dapat diubah dari satu bentuk energi menjadi bentuk energi yang lain. Sesuai dengan pernyataan joule “Energi tidak dapat dibentuk maupun dimusnahkan. Energi dapat berubah-ubah bentuknya, oleh karena itu jumlah energi di alam semesta selalu tetap” (Joule;1983).

E.     Pengertian Gerak

Bagaimana suatu benda di katakan bergerak?

Benda dikatakan bergerak apabila mengalami perubahan kedudukan terhadaps uatu titik yang ditetapkan sebagai acuan atau patokan[1]. Titik acuan adalah Kedudukan atau posisi suatu benda yang ditentukan berdasarkan titik tertentu. 

Kedudukan benda dapa terletak di sebelah kanan, kiri, atas, atau bawah titik acuan. Untuk membedakannya digunakan tanda positif atau negative.
Misalnya, temanmu yang membawabuku di kepalanya berjalan menjauhi meja. Jika temanmu yang semula berdiri di titik A berubah kedudukannya menjadi di titik B, maka dapat dikatakan bahwa temanmu dan buku di atas kepalanya bergerak terhadap meja. Akan tetapi , jika kamu melihat kedudukan buku yang selalau tetap di atas kepala temanmu tersebut, maka buku dikatakan tidak bergerak terhadap kepala temanmu (kepala temanmu sebagai titik acuan).
Suatu benda dapat dikatakan bergerak terhadap bendat ertentu, tetap itidak bergerak terhadap benda lainnya.

Hal itu menunjukkan bahwa gerak bersifat relatif, artinya benda bergantung pada titik acuan yang di gunakan( benda dapat dikatakan bergerak terhadap titik acuan tertentu, tetapi tidak bergerak terhadap benda lain).

Dari penjelasan – penjelasan di atas dapat disimpulkan bahwas ebuah benda dikatakan bergerak apabila kedudukan benda tersebut berubah terhadap benda lain yang dijadikan titik acuan.

Gerak menurut lintasannya ada dua macam, yaitu gerak lurus dan gerak melingkar. Gerak lurus memiliki lintasan yang lurus sedangkan gerak melingkar memiliki lintasan berupa lingkaran. Benda yang bergerak lurus menempuh lintasan garis lurus. Misal, bola yang mengelinding, kelereng yang menggelinding. Lintasan adalah titik – titik berurutan yang dilalaui oleh suatu benda yang bergerak.

F.     Macam – macam gerak

1. Macam gerak menurut lintasannya:

a) Gerak lurus, yaitu gerak benda yang lintasannya berupa garis lurus.

Misalnya; - Gerak kelereng di atas lantai

                 - Gerak jatuh bebas

                 - Pensil bergerak menyusuri penggaris

                 - Gerak kereta api saat meninggalkan stasiun.

b) Gerak parabola, yaitu gerak yang lintasannya berupa garis lengkung

Misalnya; - Gerak batu yang dilempar miring ke atas

                 - Gerak bola yang melambung

                 - Gerak peluru pada tolak peluru.

c.    Gerak melingkar, yaitu gerak yang limtasannya berupa garis lingkaran.

Misalnya; - Gerak jarum jam

                 - Gerak baling-baling pada kipas angin

                 - Gerak ban mobil, saat berjalan.

2. Macam gerak berdasarkan keadaannya

a.    Gerak sesungguhnya, misalnya mobil bergerak meninggalkan terminal.

b.   Gerak semu, yaitu gerak benda yang tidak sebenarnya.

Misalnya; 

- gerak matahari dari timur ke barat

- tiang-tiang listrik yang kelihatan bergerak, bila diamati dari dalam mobil yang sedang melaju.

G.    Jarak dan Perpindahan

Menurut Bresnick, garis lurus terpendek yang menghubungkan titik awal dan titik akhir, tanpa mempedulikan lintasannya disebut dengan perpindahan Jadi selisih kedudukan akhir dan kedudukan awal disebut dengan perpindahan[2]. Sedangkan seluruh lintasan yang ditempuh benda disebut sebagai jarak. Jarak merupakan besaran skala, sedangkan perpindahan termasuk besaran vektor. Sebagai contoh, seorang siswa yang berlari mengelilingi lapangan sepakbola satu kali putaran, dikatakan ia menempuh jarak sama dengan keliling lapangan itu, namun ia tidak menempuh perpindahan karena ia kembali ke titik semula berarti selisih kedudukan awal dan akhir adalah nol. Jadi jarak adalah panjang seluruh lintasan yang ditempuh oleh suatu benda, sedangkan perpindahan adalah perubahan kedudukan suatu benda dari titik awal.

H.    Kelajuan dan Kecepatan

Yang dimaksud dengan kelajuan adalah, jika kamu ada didalam mobil perhatikanlah spidometer mobil yang kamu tumpangi. Jarum pada spidometer menunjukkan laju mobil tersebut.

Laju merupakan jarak yang ditempuh suatu benda tiap satuan waktu yang diperlukan untuk menempuh jarak tersebut. 

Pada kelajuan tetap, semakin besar jarak yang ditempuh suatu benda semakin lama waktu yang diperlukan untuk menempuh jarak tersebut.Secara matematis, laju dirumuskan :



Dengan demikian, kecepatan merupakan kelajuan beserta arah geraknya. Rumus kecepatan adalah perpindahan dibagi satuan waktu.

I.       Gerak Lurus

Gerak suatu benda dalam lintasan lurus dinamakan gerak lurus. Sebuah mobil melaju dijalan raya yang lurus merupakan contoh gerak lurus. Seorang siswa berlari mengelilingi lapangan sepakbola juga merupakan contoh dari gerak lurus dengan empat segmen lintasan lurus yang berbeda pada saat menempuh sisi-sisi lapangan yang berbeda. Berdasarkan kelajuan yang ditempuhnya gerak lurus dapat dibedakan menjadi dua yaitu Gerak Lurus Beraturan (GLB) dan Gerak Lurus Berubah Beraturan (GLBB).

1)      Gerak Lurus Beraturan

Gerak lurus beraturan didefinisikan sebagai gerak suatu benda dengan lintasan garis lurus dan memiliki kecepatan setiap saat tetap. 

Kecepatan tetap artinya baik besar maupun arahnya tetap. Kecepatan tetap yaitu benda menempuh jarak yang sama untuk selang waktu yang sama. Pada benda bergerak lurus beraturan memiliki percepatan nol dikarenakan kecepatan tetap .

Pada GLB berlaku rumus sebagai berikut :

Dimana :
s = perpindahan ( m )
v = kelajuan ( m/s )
t = waktu tempuh ( s)

2)      Gerak Lurus Berubah Beraturan

Gerak lurus berubah beraturan (GLBB) adalah gerak suatu benda yang lintasannya berupa garis lurus dan kecepatannya berubah secara teratur.

BAB III  PENUTUP

3.1 Kesimpulan

Dari berbagai penjelasan diatas dapat kita tarik kesimpulan bahwa gerak adalah perubahan kedudukan terhadaps uatu titik yang ditetapkan sebagai acuan atau patokan. Sedangkan macam – macam gerak adalah diantaranya adalah gerak lurus, gerak semu, gerak ganda dan gerakvertikal.

Jarak adalah jarak adalah panjang seluruh lintasan yang ditempuh oleh suatu benda, sedangkan perpindahan adalah perubahan kedudukan suatu benda dari titik awal. Kelajuan adalah jarak yang ditempuh suatu benda tiap satuan waktu yang diperlukan untuk menempuh jarak tersebut dan kecepatan merupakan kelajuan beserta arah geraknya. Rumus kecepatan adalah perpindahan dibagi satuan waktu.

3.2 Saran

Penggunaan energi yang berlebih dapat menimbulkan dampak buruk terhadap lingkungan. Misalnya penggunaan energi nuklir. Penggunaan nuklir dapat menimbulkan radiasi terhadap wilayah dimana nuklir itu dikembangkan. Oleh sebab itu dalam kehidupan sehari hari kita perlu bijak dalam penggunaan energi untuk kehidupan serta aktivitas sehari hari. Gerak dapat bermanfaar dalam membantu kegiatan manusia sehari – hari maka perlu dipelajari dan diterapkan dalam kehidupan sehari – hari.

DAFTAR PUSTAKA

Pristiadi Utomo, Drs.M.Pd “ Fisika Kelas X “ 2013

Priyono, “IPA Kelas III” BSE:2008

Wahyono Budi “IPA Kelas IV” BSE :2008

warnet178meulaboh.blogspot.com pukul 20.45 1-10-2015

Buku k13 “ Ilmu pengetahuan Alam kelas VII” 2014

---

[1] Pristiadi Utomo, “Fisika Kelas x” hal 90

[2] Pristiadi Utomo, “Fisika Kelas x” hal 91