Makalah Energi Dan Perubahannya

KATA PENGANTAR

Puji syukur kami panjatkan kehadirat Allah SWT yang telah melimpahkan rahmat, taufiq, dan hidayah-Nya kepada kami, sehingga kami dapat menyelesaikan makalah ini dengan tepat waktu.

Kami menyadari bahwa dalam penyusunan makalah ini masih banyak kekurangan dan memerlukan banyak perbaikan. Untuk itu kami mengharapkan kritik dan saran yang bersifat membangun untuk penyempurnaan makalah ini.

Pada kesempatan ini, dengan tulis ikhlas kami menyampaikan terima kasih yang tak terhingga kepada kedua orangtua kami, Bapak /Ibu guru dan teman-teman yang telah memberikan bantuan dan partisipasinya baik dalam bentuk moril maupun materiil untuk keberhasilan dalam penyusunan makalah ini.

Kami selaku penyusun berharap semoga makalah ini ada guna dan manfaatnya bagi para pembaca. Amin.

Sumedang, Januari 2012

Penyusun

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR ...........................................................................................   i

DAFTAR ISI ….....................................................................................................    ii

BAB I

PENDAHULUAN.................................................................................................    1

BAB II

PEMBAHASAN.....................................................................................................   3

A.   Pengertian ……………....................................................................................   3

B.   Bentuk Energi ………………..........................................................................   3

C.   Perubahan Energi .............................................................................................   5

D.   Hukum Kekekalan Energi ……………............................................................   6

E.    Usaha ………………………………................................................................  6

F.    Hubungan Antara Usaha Dan Energi ………………………………………… 7

BAB III

PENUTUP ...............................................................................................................  8

BAB I

PENDAHULUAN

Dalam fisika, nergy adalah sebuah kuantitas yang secara tidak langsung diamati. Hal ini sering dipahami sebagai kemampuan suatu nergy fisik untuk melakukan pekerjaan pada nergy fisik lainnya [2] [3]. Karena pekerjaan didefinisikan sebagai kekuatan yang bertindak melalui jarak (panjang ruang), nergy selalu setara dengan kemampuan mengerahkan menarik atau mendorong melawan kekuatan dasar alam, sepanjang jalan panjang tertentu.

Total nergy yang terkandung dalam suatu objek diidentifikasi dengan massanya, dan nergy (seperti massa), tidak dapat diciptakan atau dihancurkan. Ketika materi (partikel materi biasa) diubah menjadi nergy (seperti nergy gerak, atau menjadi radiasi), massa dari nergy tidak berubah melalui proses transformasi. Namun, mungkin ada batas mekanistik untuk berapa banyak materi di sebuah benda dapat diubah menjadi jenis nergy lainnya dan dengan demikian ke dalam pekerjaan, pada nergy lainnya. Energi, seperti massa, adalah kuantitas nergy fisik. Dalam Sistem Satuan Internasional (SI), nergy diukur dalam joule, tetapi dalam berbagai bidang unit lain, seperti kilowatt-jam dan kilokalori, yang adat. Semua unit-unit menerjemahkan ke unit kerja, yang selalu didefinisikan dalam hal kekuatan dan jarak yang kekuatan bertindak melalui.

Sebuah nergy dapat mentransfer nergy ke nergy lain dengan hanya mentransfer materi untuk itu (karena materi adalah setara dengan nergy, sesuai dengan massanya). Namun, ketika nergy ditransfer dengan cara selain materi-transfer, transfer menghasilkan perubahan dalam nergy kedua, sebagai hasil kerja yang dilakukan di atasnya. Pekerjaan ini memanifestasikan dirinya sebagai efek dari kekuatan (s) diterapkan melalui jarak dalam nergy target. Sebagai contoh, nergy dapat memancarkan nergy yang lain dengan mentransfer (memancarkan) nergy elektromagnetik, tapi ini menciptakan tenaga pada partikel yang menyerap radiasi. Demikian pula, sebuah nergy dapat mentransfer nergy ke lain dengan fisik yang berdampak, tapi kasus bahwa nergy gerak dalam suatu objek, disebut nergy nergy, menghasilkan gaya yang bekerja jarak (nergy baru) muncul di obyek lain yang dipukul. Transfer nergy panas oleh panas terjadi oleh kedua mekanisme ini: panas dapat ditransfer oleh radiasi elektromagnetik, atau kontak fisik di mana partikel-partikel langsung transfer nergy nergy dampak.

Energi dapat disimpan dalam nergy tanpa hadir sebagai materi, atau nergy nergy atau elektromagnetik sebagai. Energi yang tersimpan dibuat setiap kali sebuah partikel telah dipindahkan melalui medan berinteraksi dengan (yang membutuhkan kekuatan untuk melakukannya), tapi nergy untuk mencapai hal ini disimpan sebagai posisi baru dari partikel dalam konfigurasi lapangan yang harus “ diadakan “atau tetap dengan berbagai jenis kekuatan (jika tidak, konfigurasi baru akan menyelesaikan sendiri oleh medan mendorong atau menarik partikel kembali ke posisi sebelumnya). Jenis nergy “disimpan” oleh kekuatan-ladang dan partikel yang telah dipaksa menjadi konfigurasi fisik baru di lapangan dengan melakukan bekerja pada mereka dengan nergy lain, disebut sebagai nergy potensial. Sebuah contoh sederhana dari nergy potensial adalah pekerjaan yang diperlukan untuk mengangkat benda dalam medan gravitasi, sampai mendukung. Setiap kekuatan dasar alam dikaitkan dengan berbagai jenis nergy potensial, dan semua jenis nergy potensial (seperti semua jenis nergy lainnya) muncul sebagai massa nergy, setiap kali hadir. Sebagai contoh, pegas kompresi akan sedikit lebih besar dari sebelum dikompresi. Demikian juga, ketika nergy ditransfer antara nergy dengan mekanisme apapun, massa terkait ditransfer dengan itu.

Setiap bentuk nergy yang dapat diubah menjadi bentuk lain. Sebagai contoh, semua jenis nergy potensial diubah menjadi nergy nergy saat obyek diberi kebebasan untuk pindah ke posisi yang berbeda (seperti misalnya, ketika suatu benda jatuh mendukung). Ketika nergy dalam bentuk lain selain nergy panas, mungkin ditransformasikan dengan efisiensi yang baik atau bahkan sempurna, untuk semua jenis nergy lainnya, termasuk listrik atau produksi partikel baru materi. Dengan nergy termal, bagaimanapun, sering ada batas untuk efisiensi konversi ke bentuk nergy lainnya, seperti yang dijelaskan oleh nerg kedua termodinamika.

Dalam semua proses transformasi nergy seperti itu, nergy total tetap sama, dan transfer nergy dari satu nergy ke nergy lain, mengakibatkan kerugian untuk mengkompensasi mendapatkan apapun. Prinsip ini, konservasi nergy, pertama kali disebutkan dalam awal abad 19, dan berlaku untuk setiap nergy yang terisolasi. Menurut teorema Noether, konservasi nergy adalah konsekuensi dari kenyataan bahwa nerg-hukum fisika tidak berubah dari waktu ke waktu .

Meskipun nergy total nergy tidak berubah dengan waktu, nilainya mungkin tergantung pada kerangka acuan. Sebagai contoh, seorang penumpang duduk di pesawat yang bergerak memiliki nergy nergy nol nergy terhadap pesawat, tetapi non-nol nergy nergy (dan nergy total yang lebih tinggi) nergy terhadap Bumi

BAB II

PEMBAHASAN

F.                 Pengertian Energi

Setiap saat manusia memerlukan nergy yang sangat besar untuk menjalankan kegiatannya sehari-hari, baik untuk kegiatan jasmani maupun kegiatan rohani. Berpikir, bekerja, belajar, dan bernyanyi memerlukan nergy yang besar. Kamu membutuhkan berjuta-juta kalori setiap harinya untuk melakukan kegiatan dalam kehidupan sehari-hari. Oleh karena itu, disarankan setiap pagi sebelum berangkat sekolah, kamu harus makan terlebih dahulu. Dengan demikian, tubuhmu cukup nergy untuk melakukan kegiatan di sekolah dan untuk menjaga kesehatanmu.

B.        Bentuk-Bentuk Energi

Energi yang paling besar adalah nergy matahari. Tuhan telah menciptakan Matahari khusus untuk kesejahteraan umat manusia. Jarak Matahari ke Bumi yang telah diatur pada jarak 149.600 juta kilometer memungkinkan nergy panas yang diterima manusia di Bumi tidak membahayakan. Energi panas dari sinar matahari sangat bermanfaat bagi Bumi dan dapat menghasilkan nergy-energi yang lain di muka Bumi ini. Caranya adalah dengan mengubah nergy matahari menjadi nergy yang lain, seperti nergy kimia, nergy listrik, nergy bunyi, dan nergy gerak.

F.                 Energi Kimia

Energi kimia adalah nergy yang tersimpan dalam persenyawaan kimia. Makanan banyak mengandung nergy kimia yang sangat bermanfaat bagi tubuh manusia. Energi kimia pun terkandung dalam bahan minyak bumi yang sangat bermanfaat untuk bahan bakar. Baik nergy kimia dalam makanan maupun nergy kimia dalam minyak bumi berasal dari nergy matahari. Energi cahaya matahari sangat diperlukan untuk proses fotosintesis pada tumbuhan sehingga mengandung nergy kimia. Tumbuhan dimakan oleh manusia dan hewan sehingga mereka akan memiliki nergy tersebut. Tumbuhan dan hewan yang mati milyaran tahun yang lalu menghasilkan minyak bumi. Energi kimia dalam minyak bumi sangat bermanfaat untuk menggerakkan kendaraan, alat-alat pabrik, ataupun kegiatan memasak.

2.         Energi Listrik

Energi listrik merupakan salah satu bentuk nergy yang paling banyak digunakan. Energi ini dipindahkan dalam bentuk aliran muatan listrik melalui kawat logam konduktor yang disebut arus listrik. Energi listrik dapat diubah menjadi bentuk nergy yang lain seperti nergy gerak, nergy cahaya, nergy panas, atau nergy bunyi. Sebaliknya, nergy listrik dapat berupa hasil perubahan nergy yang lain, misalnya dari nergy matahari, nergy gerak, nergy potensial air, nergy kimia gas alam, dan nergy uap

3.         Energi Panas

Sumber nergy panas yang sangat besar berasal dari Matahari. Sinar matahari dengan panasnya yang tepat dapat membantu manusia dan makhluk hidup lainnya untuk hidup dan berkembang biak. Energi panas pun merupakan hasil perubahan nergy yang lain, seperti dari nergy listrik, nergy gerak, dan nergy kimia. Energi panas dimanfaatkan untuk membantu manusia melakukan usaha seperti menyetrika pakaian, memasak, dan mendidihkan air.

4.         Energi Mekanik

Ketika kamu memerhatikan sebuah mangga yang bergantung di pohonnya, mungkin kamu mengharapkan buah mangga tersebut jatuh dari pohonnya. Mengapa buah mangga itu dapat jatuh dari pohonnya? Untuk melakukan kerja supaya dapat jatuh dari pohonnya, buah mangga harus memiliki nergy. Energi apakah itu? Ketika buah mangga jatuh, dia bergerak ke bawah sampai mencapai tanah. Energi apakah yang terkandung ketika buah mangga bergerak jatuh? Dari peristiwa tersebut terdapat dua buah jenis nergy yang saling memengaruhi, yaitu nergy yang diakibatkan oleh ketinggian dan nergy karena benda bergerak. Energi akibat perbedaan ketinggian disebut nergy potensial gravitasi, sedangkan nergy gerak disebut nergy nergy (nergy gerak). Energi mekanik merupakan penjumlahan dari nergy potensial dan nergy nergy. Secara matematis persamaan nergy mekanik dapat dituliskan sebagai berikut.

F.                 Energi Potensial

Telah kamu ketahui bahwa nergy potensial gravitasi adalah nergy akibat perbedaan ketinggian. Buah kelapa yang bergantung di pohonnya menyimpan suatu nergy yang disebut nergy potensial. Energi potensial yang dimiliki buah kelapa diakibatkan oleh adanya gaya tarik bumi sehingga jatuhnya selalu menuju ke pusat Bumi. Energi potensial akibat gravitasi Bumi disebut nergy potensial gravitasi. Energi potensial gravitasi pun ner diakibatkan oleh tarikan benda-benda lain seperti tarikan antarplanet. Adapun nergy potensial yang dimiliki suatu benda akibat pegas atau karet yang kamu regangkan disebut nergy potensial pegas. Energi potensial gravitasi dimiliki oleh benda yang berada pada ketinggian tertentu dari permukaan bumi. Energi potensial pegas muncul akibat adanya perbedaan kedudukan dari titik kesetimbangannya. Titik kesetimbangan adalah titik keadaan awal sebelum benda ditarik.

b)         Energi Kinetik

Suatu ketika, ada seorang pelaut malang yang terdampar di pulau kecil. Dia berpikir hanya dengan tiga cara dia dapat mencari bantuan. Pertama, dia dapat menerbangkan layanglayang dan berharap ada kapal yang melihat nergy-layang tersebut. Kedua, dia menyimpan pesan dalam botol dan membiarkannya mengapung di atas air sampai ada orang yang menemukannya. Ketiga, dia membuat rakit untuk mencoba pergi dari pulau itu.

Gagasan pelaut itu bergantung pada satu jenis nergy yang bekerja, yaitu nergy akibat gerakan angin yang akan membuat layangan dapat mengapung, botol dapat bergerak dibawa ombak, dan rakit dapat melaju. Sesuatu yang bergerak, misalnya angin dan air, memiliki kemampuan yang dapat digunakan untuk menarik atau mendorong sesuatu. Energi yang dimiliki oleh benda yang bergerak disebut nergy nergy. Kamu pun memiliki nergy nergy apabila bergerak. Ketika kamu menaiki sepeda dengan laju yang besar, tibatiba dihadapanmu terdapat batu besar yang menghalangi jalan. Tanpa ragu-ragu, kamu akan segera mengerem sepedamu. Sesaat badanmu terhentak sampai akhirnya berhenti. Hentakan yang kamu rasakan pada saat mengerem sepedamu itu disebut nergy nergy. Jika kamu mengajak temanmu menaiki sepeda tersebut, tentu kamu akan labih keras lagi mengerem sepedamu. Oleh karena massa orang yang menaiki sepeda lebih besar dari sebelumnya, dapat diambil kesimpulan bahwa nergy nergy bergantung pada massa benda dan kecepatan benda tersebut. Secara matematis, nergy nergy suatu benda dapat ditulis sebagai berikut.

C.        Perubahan Bentuk-Bentuk Energi

Energi tidak dapat diciptakan dan juga tidak dapat dimusnahkan, tetapi hanya dapat diubah dari satu bentuk ke bentuk yang lain. Pada umumnya, manfaat nergy akan terlihat setelah berubah bentuk menjadi nergy yang lain. Misalnya, nergy listrik akan bermanfaat ketika berubah bentuk menjadi nergy cahaya atau panas. Untuk memahami perubahan bentuk nergy ini, lakukanlah kegiatan Ayo Coba 10.2 berikut. Matahari sebagai sumber nergy terbesar yang diciptakan Tuhan telah mengalami beberapa perubahan bentuk nergy yang sangat bermanfaat bagi kehidupan umat manusia. Misalnya, nergy panas dan nergy cahaya matahari menyinari tumbuhan sehingga tumbuhan dapat melakukan fotosintesis. Dengan demikian, tumbuhan memiliki nergy kimia. Tumbuhan dimakan manusia atau hewan sehingga manusia atau tumbuhan memiliki nergy untuk melakukan usaha. Beberapa kegiatan tersebut menunjukkan bahwa nergy dapat diubah dari satu bentuk nergy ke bentuk nergy yang lain. Energi kimia yang terkandung dalam batu baterai dapat mengalirkan muatan listrik jika dihubungkan dengan kabel. Jika aliran listrik tersebut melalui sebuah lampu, lampu akan menyala dan lama kelamaan lampu menjadi panas. Pada peristiwa tersebut, telah terjadi beberapa perubahan nergy, antara lain nergy kimia, nergy listrik, nergy cahaya, dan nergy panas. Ketika kedua telapak tanganmu digosok-gosokkan, lama-kelamaan telapak tanganmu akan terasa panas. Hal ini menunjukkan bahwa pada telapak tanganmu telah terjadi perubahan nergy dari nergy gerak menjadi nergy panas.

D.        Hukum Kekekalan Energi

Berasal dari manakah nergy yang kamu gunakan untuk melakukan kegiatan sehari-hari? Berubah menjadi energy apakah yang telah kamu gunakan tersebut? Apakah manusia dapat membuat mesin yang dapat melakukan kerja terusmenerus tanpa menggunakan bahan bakar? Pertanyaanpertanyaan tersebut merupakan beberapa pertanyaan yang berhubungan dengan nergy yang mungkin sering kamu tanyakan pada dirimu sendiri. Coba kamu lemparkan sebuah bola nergy ke atas dan amati sampai jatuh lagi ke lantai, seperti pada Gambar 10.8. Ketika bola bergerak ke atas, kecepatan bola semakin lama semakin melambat dan ketinggian bola semakin besar. Pada ketinggian tertentu, bola berhenti sesaat dan kembali lagi ke bawah dengan kecepatan yang semakin besar. Peristiwa tersebut menunjukkan bahwa nergy gerak semakin lama semakin kecil sampai menjadi nol ketika berhenti sesaat pada ketinggian tertentu. Ke manakah nergy gerak tersebut? Energi gerak (Ek) tersebut ternyata berubah menjadi nergy potensial gravitasi (Ep) sampai akhirnya mencapai maksimum. Begitu pula sebaliknya, nergy potensial gravitasi semakin kecil ketika bola tersebut bergerak ke bawah. Adapun nergy geraknya semakin besar dan mencapai maksimum ketika sampai di lantai, tetapi nergy potensial gravitasinya menjadi nol ketika sampai di lantai. Setelah diam di lantai, semua nergy mekanik benda habis. Tahukah kamu, kemana perginya? Apakah yang dapat kamu simpulkan? Adakah nergy yang hilang?

Kegiatan tersebut menunjukkan bahwa nergy bersifat kekal. Energi tidak dapat diciptakan dan tidak dapat dimusnahkan, tetapi dapat diubah dari satu bentuk nergy menjadi bentuk nergy yang lain. Pernyataan tersebut dikenal dengan Hukum Kekekalan Energi. Telah kamu ketahui bahwa nergy mekanik merupakan penjumlahan dari nergy potensial dan nergy nergy.

Apabila benda selama bergerak naik dan turun hanya dipengaruhi oleh gaya gravitasi, besar nergy mekanik selalu tetap. Dengan kata lain, jumlah nergy potensial dan nergy nergy selalu tetap. Pernyataan itu disebut Hukum Kekekalan Energi Mekanik.

E.        Usaha

Dalam kehidupan sehari-hari, pengertian usaha identik dengan kemampuan untuk meraih sesuatu. Misalnya, usaha untuk ner naik kelas atau usaha untuk mendapatkan nilai yang besar. Ketika kamu mendorong atau menarik suatu benda, berarti kamu telah memberikan gaya pada benda tersebut. Oleh karena itu, usaha sangat dipengaruhi oleh dorongan atau tarikan (gaya). Menurut informasi tersebut, jika setelah didorong benda itu tidak berpindah, gayamu tidak melakukan usaha. Dengan kata lain, usaha juga dipengaruhi oleh perpindahan. Dengan demikian, dapat disimpulkan bahwa usaha dihasilkan oleh gaya yang dikerjakan pada suatu benda sehingga benda itu berpindah tempat. Bagaimanakah ketika kamu mendorong dinding kelasmu? Apakah

dinding berpindah tempat? Walaupun kamu telah sekuat tenaga mendorongnya, tetapi dinding tetap ditempatnya. Oleh sebab itu, menurut Fisika gayamu dikatakan tidak melakukan usaha. Apabila gaya disimbolkan dengan F dan perpindahan dengan s, secara matematis usaha dituliskan dalam persamaan berikut.

Kamu sudah mengetahui usaha yang dilakukan untuk memindahkan sebuah benda nergy nergyl, tetapi bagaimanakah besarnya usaha yang dilakukan untuk memindahkan sebuah benda nergy nergy? Memindahkan benda secara nergy memerlukan gaya minimal untuk mengatasi gaya gravitasi bumi yang besarnya sama dengan berat suatu benda. Secara matematis gaya tersebut dapat ditulis sebagai berikut. F = m g (10–6) Karena perpindahan benda nergy nergy sama dengan ketinggian benda (h), dengan memasukkan Persamaan (10–6) ke dalam Persamaan (10–5) diperoleh usaha yang dilakukan terhadap benda tersebut sebagai berikut. W = F s W = m g h (10–7) dengan: W = usaha (J) m = massa (kg) g = percepatan gravitasi (N/kg) h = perpindahan atau ketinggian (m)

F.         Hubungan antara Usaha dan Energi

Kamu sudah mengetahui bahwa nergy adalah kemampuan melakukan usaha. Definisi tersebut menunjukkan bahwa usaha memiliki kaitan yang erat dengan nergy. Ketika gayamu berusaha mendorong mobil sehingga bergerak, berarti telah terjadi perubahan nergy dari nergy yang dikeluarkan olehmu menjadi nergy gerak. Jadi, dapat disimpulkan bahwa ketika gaya melakukan usaha pada sebuah benda maka akan terjadi perubahan nergy pada benda tersebut. Usaha yang dilakukan pada sebuah benda yang bergerak nergyl menyebabkan perubahan nergy nergy. Dengan demikian, besarnya usaha sama dengan perubahan nergy nergy benda. Secara matematis ditulis sebagai berikut.

BAB III

PENUTUP

Energi adalah kemampuan melakukan usaha. Usaha yang dimaksud dalam definisi ini adalah adalah segala sesuatu yang berkaitan dengan perubahan. Misalnya, perubahan posisi (gerak), perubahan bentuk, perubahan wujud, perubahan struktur kimia, atau perubahan volume. Dalam berbagai perubahan tersebut nergy pun turut mengalami perubahan bentuk tetapi tidak hilang atau berkurang. Hal ini dikenal dengan nerg kekekalan nergy: di nergy tidak ada makhluk yang dapat menciptakan dan memusnahkan nergy.

Bentuk-bentuk nergy yang nergy dikenal adalah: nergy nergy pada benda yang bergerak, nergy potensial yang dimiliki benda karena kedudukannya dari permukaan bumi atau karena kelenturan (elastisitas)nya, nergy listrik karena benda bermuatan listrik, dan nergy kimia karena adanya reaksi kimia. Semua bentuk nergy ini dapat berubah satu terhadap lainnya. Misalnya nergy listrik dapat berubah menjadi nergy cahaya dan bunyi.