Nakita.id – Materi mengenai hukum kekekalan energi dan konversi energi merupakan salah satu materi dalam pejaran IPA sekolah menengah.
Untuk dapat memahami materi tersebut, dapat dimulai dengan belajar pada sistem yang sederhana terlebih dahulu.
Contohnya, pada kasus buah apel jatuh. Buah apel yang sudah matang di pohon jatuh dari posisi A menuju posisi B. Energi yang terlibat pada apel tersebut adalah energi mekanik.
Energi mekanik merupakan energi yang terlibat pada suatu benda yang berada pada posisi tertentu dan bergerak pada keadaan tertentu.
Energi mekanik dinyatakan dengan persamaan berikut ini:
EM = EK + EP
dengan keterangan sebagai berikut.
EM = energi mekanik (J)
EK = energi kinetik (J)
EP = energi potensial gravitasi (J)
Untuk mempermudah dalam menganalisis, berikut ini adalah contoh kasusnya pada sebuah apel.
Baca Juga: Empat Hukum Dasar Kimia dan Contohnya
Hukum Kekekalan Energi dan Konversi Energi
Sebuah apel bermassa m. Awalnya, apel yang dalam keadaan diam berada di posisi A, yaitu pada ketinggian h dari permukaan tanah, pada keadaan tersebut energi potensial gravitasinya bernilai maksimum, sehingga energi potensial gravitasi sama dengan energi mekanik.
Kemudian, apel terlepas dan akhirnya sampai di posisi B pada ketinggian 0 dengan kecepatannya v.
Sesaat menyentuh permukaan tanah, kecepatan apel maksimum, sehingga energi kinetik sama dengan energi mekanik di posisi B. Sebenarnya, energi menunjukkan cara alam mempertahankan “nilainya”.
Misal, pada kasus apel ini, nilai energi mekanik apel pada posisi A akan sama dengan nilai energi apel mekanik pada posisi B, namun bentuk energinya berubah.
Maka, pada peristiwa jatuhnya apel ke tanah ini berlaku Hukum Kekekalan Energi yang bunyinya adalah sebagai berikut.
“Energi bersifat kekal, artinya energi tidak dapat diciptakan dan tidak dapat dimusnahkan, energi dapat berubah bentuk”
Pernyataan tersebut dinyatakan secara sederhana dengan persamaan berikut ini.
Energi Awal = Energi Akhir
Sehingga yang terjadi pada apel jatuh sebenarnya adalah sebagai berikut.
Dengan demikian, pada peristiwa apel jatuh tersebut, energi potensial berubah bentuk menjadi energi kinetik.
Baca Juga: Hukum Dasar Kimia dalam Kehidupan Sehari-hari dan Contohnya untuk Menghitung pH
Perubahan bentuk energi seperti yang dialami oleh apel jatuh biasanya disebut dengan istilah konversi energi.
Konversi energi dimanfaatkan manusia untuk menunjang pekerjaan manusia dalam memenuhi kebutuhannya sehari-hari.
Namun, dalam kenyataannya, dalam konversi energi, energi akhir yang dihasilkan tidak seluruhnya terkonversi dalam bentuk energi yang diharapkan.
Sehingga, energi akhir yang dihasilkan bisa terdiri atas dua, yaitu energi yang diharapkan (yang dapat dimanfaatkan) atau energi yang tidak diharapkan.
Misalnya, ketika kalian menjatuhkan bola basket ke lantai.
Ketika bola berbenturan dengan lantai, timbul suara benturan bola dengan lantai, setelah itu bola memantul ke arah semula, namun tidak mencapai ketinggian awalnya.
Seberapa efektif energi yang dapat dimanfaatkan dinyatakan dalam persentase perbandingan antara energi yang dihasilkan (dapat dimanfaatkan) dengan energi yang diterima atau biasa disebut dengan istilah efisiensi.
Secara sederhana, efisiensi dinyatakan dalam persamaan berikut ini.
Dalam kehidupan sehari-hari, energi tidak selalu dinyatakan dalam satuan SI, Joule. Satuan energi, kaitannya dengan daya, biasa dinyatakan dalam kilowatt.jam (kWh)
Dalam kehidupan sehari-hari biasanya satuan kWh, digunakan untuk menghitung energi listrik yang digunakan beserta biaya yang harus dikeluarkan.
Baca Juga: Pengertian Energi dan Bentuk-bentuk Energi dalam Kehidupan Sehari-hari