Hukum Kekekalan Energi Mekanik

Hukum Kekekalan Energi Mekanik - Dalam kehidupan kita sehari-hari terdapat banyak jenis energi. Selain energi potensial dan energi kinetik pada benda-benda biasa (skala makroskopis), terdapat juga bentuk energi lain. Ada energi listrik, energi panas, energi litsrik, energi kimia yang tersimpan dalam makanan dan materi bakar, energi nuklir, dan kawan-kawan, pokoknya banyak banget :)

Setelah muncul teori atom, dikatakan bahwa bentuk energi lain tersebut (energi listrik, energi kimia, dkk) merupakan energi kinetik atau energi potensial pada tingkat atom (pada skala mikroskopis – disebut mikro lantaran atom tu kecil banget). Sampai di sini klarifikasi mengenai energi potensial atau energi kinetik pada tingkat atom, pada dasarnya bentuk energi lain tersebut merupakan energi potensial atau energi kinetik pada skala atomik.
Jika penasaran, sanggup request melalui kolom komentar. Nanti akan anda pelajari pada pelajaran fisika di tingkat yang lebih tinggi.

Energi tersebut sanggup berubah bentuk dari satu bentuk energi ke bentuk energi lain. Apa benar? Misalnya ketika dirimu menyalakan lampu neon, pada ketika yang sama terjadi perubahan energi listrik menjadi energi cahaya. Contoh lain yaitu perubahan energi listrik menjadi energi panas (setrika), energi listrik menjadi energi gerak (kipas angin) dll. Proses perubahan bentuk energi ini sebetulnya disebabkan oleh adanya perubahan energi antara energi potensial dan energi kinetik pada tingkat atom. Pada tingkat makroskopis, kita juga sanggup menemukan begitu banyak rujukan perubahan energi.

Hal yang luar biasa dalam fisika dan kehidupan kita sehari-hari yaitu ketika energi dipindahkan atau diubah dari satu bentuk ke bentuk yang lain, ternyata tidak ada energi yang hilang bin lenyap dalam setiap proses tersebut, ini yaitu aturan kekekalan energi, sebuah prinsip yang penting dalam ilmu fisika. Hukum kekekalan energi sanggup kita nyatakan sebagai berikut:

Energi sanggup diubah dari satu bentuk ke bentuk lain dan dipindahkan dari satu benda ke benda yang lain tetapi jumlahnya selalu tetap. Kaprikornus energi total tidak berkurang dan juga tidak berktambah.

Mari kita pribadi menuju pembahasan Energi Mekanik.

Misalnya sebuah benda bermassa m berada pada kedudukan awal sejauh h₁ dari permukaan tanah (amati gambar di bawah). Benda tersebut jatuh dan sehabis beberapa ketika benda berada pada kedudukan tamat (h₂). Benda jatuh lantaran pada benda bekerja gaya berat (gaya berat = gaya gravitasi yang bekerja pada benda, di mana arahnya tegak lurus menuju permukaan bumi).

Ketika berada pada kedudukan awal, benda mempunyai Energi Potensial sebesar EP₁ (EP₁ = mgh₁). Ketika berada pada kedudukan awal, benda mempunyai Energi Potensial sebesar EP₂ (EP₂ = mgh₂). Usaha yang dilakukan oleh gaya berat (w = weight = berat — abjad w kecil. Kalo abjad W besar = perjuangan = work) dari kedudukan awal (h₁) menuju kedudukan tamat (h₂) sama dengan selisih EP₁ dan EP₂. 

Secara matematis ditulis :

W = EP₁ – EP₂ = mgh₁ – mgh₂

Misalnya kecepatan benda pada kedudukan awal = v₁ dan kecepatan benda pada kedudukan tamat = v_2.. Pada kedudukan awal, benda mempunyai Energi Kinetik sebesar EK₁ (EK₁ = ½ mv₁²). Pada kedudukan akhir, benda mempunyai Energi Kinetik sebesar EK2 (EK2 = ½ mv₂²). 

 Usaha yang dilakukan oleh gaya berat untuk menggerakan benda sama dengan perubahan energi kinetik (sesuai dengan prinsip perjuangan dan energi yang telah dibahas pada pokok bahasan perjuangan dan energi-materinya ada di blog ini). Secara matematis ditulis :

W = EK₂ – EK₁ = ½ mv₂² – ½ mv₁²

Kedua persamaan ini kita tulis kembali menjadi :

W = W

EP₁ – EP₂ = EK₂ – EK₁

mgh₁ – mgh₂ = ½ mv₂² – ½ mv₁²

mgh₁ + ½ mv₁² = mgh₂ + ½ mv₂²

Jumlah total Energi Potensial (EP) dan Energi Kinetik (EK) = Energi Mekanik (EM). Secara matematis kita tulis :

EM = EP + EK

Ketika benda berada pada kedudukan awal (h₁), Energi Mekanik benda yaitu :

EM₁ = EP₁ + EK₁

Ketika benda berada pada kedudukan tamat (h₂), Energi Mekanik benda yaitu :

EM₂ = EP₂ + EK₂

Apabila tidak ada gaya tak-konservatif yang bekerja pada benda, maka Energi Mekanik benda pada posisi awal sama dengan Energi Mekanik benda pada posisi akhir. Secara matematis kita tulis :

EM₁ = EM₂

Jumlah Energi Mekanik benda ketika berada pada kedudukan awal = jumlah Energi Mekanik benda ketika berada pada kedudukan akhir. Dengan kata lain, apabila Energi Kinetik benda bertambah maka Energi Potensial harus berkurang dengan besar yang sama untuk mengimbanginya. Sebaliknya, kalau Energi Kinetik benda berkurang, maka Energi Potensial harus bertambah dengan besar yang sama. 

Dengan demikian, jumlah total EP + EK (= Energi Mekanik) bernilai tetap alias kekal bin konstan Ini yaitu Hukum Kekekalan Energi Mekanik untuk gaya-gaya konservatif.

Apabila hanya gaya-gaya konservatif yang bekerja, maka jumlah total Energi Mekanik pada sebuah sistem tidak berkurang atau bertambah. Energi Mekanik bernilai tetap atau kekal.

Akhirnya pembahasan mengenai Hukum Kekekalan Energi Mekanik berakhir. Mohon maaf lahir dan batin kalau klarifikasi panjang lebar di atas menciptakan dahimu berkerut. Baca perlahan-lahan sambil dipahami ya, kalau kebingungan berlanjut, silahkan pelajari kembali. Jangan lupa bertanya melalui kolom komentar di bawah apabila dirimu tersesat.

Sekarang, mari kita lanjutkan ke pelajaran berikutnya : penerapan aturan kekekalan energi mekanik pada banyak sekali jenis gerakan.

Bagaimana...sudah ada pencerahan? katakan mulai dari kini FISIKA HARUS ASYIK, maka asing seketika itu juga FISIKA MEMANG ASYIK :) Semoga bermanfaat dan tetap semangat. BRAVO!!!
Sumber http://fisikamantabb.blogspot.com

Share this post