Bentuk Perubahan Energi [PDF]

Citation preview

BENTUK-BENTUK ENERGI DAN PERUBAHANNYA



OLEH:



1. RYAN NICO ANDANA 2. ROBIT FAHMI ABDILLAH



PROGRAM STUDI D3 TEKNIK MESIN JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS NEGRI MALANG MALANG 2019



KATA PENGANTAR



Assalamualaikum.Wr.Wb Syukur Alhamdulillah, penulis panjatkan ke hadirat Allah SWT yang telah melimpahkan Rahmat dan Hidayah-Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan penyusunan makalah ini. Tujuan penulisan makalah yang berjudul “Bentuk-Bentuk Energi dan Perubahannya” ini adalah sebagai salah satu tugas matakuliah”Materi Dan Energi”Penulis sepenuhnya menyadari bahwa dalam makalah ini masih banyak kekurangan baik dalam penyusunannya maupun penulisannya. Oleh kerena itu kritik dan saran yang sifatnya membangun penulis harapkan demi kesempurnaan di masa yang akan datang. Akhirnya kepada semua pihak yang telah membantu baik secara moril maupun secara materil dalam penyusunan makalah ini, penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya.



Kendari , Desember 2016



Penulis



DAFTAR ISI HALAMAN SAMPUL KATA PENGANTAR .................................................................................i DAFTAR ISI ................................................................................................ii BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang .................................................. ......................1 B.



Rumusan Masalah ..................................................................1



C.



Tujuan ......................................................................................1



BAB II PEMBAHASAN A. Pengertianpengertian energi.............................................2 B.



Bentuk-bentuk energi.........................................................2



C.



Perubahan energi...............................................................11



BAB III PENUTUP A. Kesimpulan.........................................................................13. B.



Saran...................................................................................13



DAFTAR PUSTAKA



BAB I PENDAHULUAN



A. Latar Belakang Energi adalah kemampuan untuk melakukan kerja (usaha) atau melakukan sebuah perubahan. Dalam pengertian sehari-hari energi merupakan kemampuan untuk melakukan gerak, jika suatu objek dapat melakukan gerakan maka objek tersebut dikatakan memiliki energi. Energi merupakan sesuatu yang sangat penting dalam kehidupan di alam ini, terutama bagi kehidupan manusia karena segala sesuatu yang kita lakukan memerlukan energi. Proses perubahan bentuk energi dari satu bentuk ke bentuk lainnya disebut konversi energi. Perubahan energi terjadi apabila usaha sedang dilakukan. Energi baru dapat dirasakan manfaatnya apabila mengalami perubahan bentuk. Contohnya, energi kimia dalam bahan bakar berubah menjadi energi gerak untuk memutar roda. Selain energi kimia masih banyak bentuk energi yang dapat dirasakan manfaatnya saat energi tersebut mengalami perubahan, seperti energi mekanik, energi potensial energi kinetik, energi bunyi dan lain-lain.



B.



Rumusan Masalah



Adapun rumusan masalah dari latar belakang diatas adalah : 1.



Apa yang dimaksud energi?



2.



Apasaja bentuk-bentuk energi?



3.



Bagaimana proses perubahan energi?



C. Tujuan Adapun tujuan dari dibuatnya makalah ini adalah sebagai berikut : 1.



Agar dapat mengetahui pengertian energi



2.



Agar dapat mengetahui bentuk-bentuk energi



3.



Agar dapat mengetahui proses perubahan energi



BAB II PEMBAHASAN



A. Pengertian energi. Energi berasal dari bahasa yunani yaitu energia yang berarti kemampuan untuk melakukan usaha. Energi merupakan besaran yang kekal, artinya energi tidak dapat diciptakan dan dimusnahkan tetapi dapat diubah dari satu bentuk ke bentuk lainnya. Namun tidak merubah jumlah atau besar energi secara keseluruhan. Sedangkan dalam pengertian sehari-hari energi merupakan kemampuan untuk melakukan gerak, jika suatu objek mampu untuk melakukan gerakan, maka objek tersebut dikatakan mempunyai energi.



B.



Bentuk-bentuk energi



a) Energi kinetik Energi kinetik adalah energi yang dimiliki oleh benda karena geraknya. Semakin cepet benda bergerak maka semakin besar energi kinetik yang dimilikinya. Energi kinetik sebuah benda dipengaruhi massa dan kecepatan energi itu sebanding dengan massa benda dan kuadrat kecepatan benda. Contoh energi kinetik yaitu, sebuah martil yang sedang mengayun yang melakukan usaha pada paku yang ditumbuknya, air terjun yang meluncur kebawah dan menghantam dasarnya. Energi pada benda-benda yang bergerak itulah yang disebut energi kinetik.



Secara matematis persamaan energi kinetik dituliskan : EK = 1/2 mv2 Dimana : EK = Energi kinetik (Joule) m = massa benda ( kg)



v = kecepatan (m/s) contoh soal : 1. Sebuah benda yang massanya 40 kg bergerak dengan kecepatan 10 m/s. Tentukan besar nergi kinetik sepeda tersebut! Jawab: Dik



: m = 40 kg V = 10 m/s



Dit



: EK =..?



Penye : EK = 1/2 mv2 EK= 1/2 40 kg. (10 m/s)2 EK = 1/2 40 kg. 100 m2/s2 EK = 2000 joule 2. Sebuah sepeda yang massanya 40 kg bergerak dengan mengeluarkan energi kinetik sebesar 720 Joule. Tentukan kecepatan sepedah tersebut. Jawab : Dik : EK = 720 J m = 40 kg Dit : v =...? Penye : EK = 1/2 mv2 720 J = 1/2 40 kg v2 720 J = 20 kg . v2 v2



= 720 J/20 kg



v2



= 36 J/kg



v



= √36 J/kg = 6 m/s



Gambar 1. Energi kinetik pada anak panah yang melesat b) Energi Potensial Energi potensial adalah energi yang dihasilkan oleh gaya-gaya yang tergantung pada posisi atau konfigurasi sebuah benda relatif terhadap lingkungannya. Pegas pada mainan merupakan contoh benda yang memiliki energi potensial. Pegas mendapatkan energi potensial karena usaha yang dilakukan pada pegas oleh orang yang memutar kunci mainan. Ketika pegas dilepaskan, benda itu mengarahkan gaya dan menghasilkan usaha yang menjadikan mainan dapat bergerak. Energi potensial dipengaruhi oleh massa benda, gravitasi bumi dan ketinggian benda sehingga secara matematis energi potensial dirumuskan : EP = m.g.h Dimana : EP = energi potensial g = gravitasi (m/s2) h = ketinggian (m) m = massa (kg) Energi potensial terbagi menjadi dua jenis yaitu energi potensial gravitasi dan energi potensial elastis.



1.



Energi potensial gravitasi



Sebuah benda dikatakan memiliki energi potensial gravitasi apabila sebuah benda berada pada ketinggian tertentu di atas permukaan bumi. Semakin tinggi sebuah benda dari permukaan bumi maka semakin besar pula energi potensial yang dimilikinya. Energi potensial gravitasi bergantung pada ketinggian vertikal sebuah benda di atas suatu titik acuan tertentu. Misalnya buah di atas pohon.



Gambar 2. Energi potensial gravitasi pada buah di atas pohon 2.



Energi potensial elastis



Energi potensial elastis adalah energi yang tersimpan pada benda elastis karena adanya gaya tekan dan gaya regang yang bekerja pada benda. Besarnya energi potensial elastis bergantung pada besarnya gaya tekan atau gaya regang yang diberikan pada benda tersebut.



Gambar 3. Energi potensial elastis pada busur panah Contoh soal : 1. Buah pepaya bermassa 0,5 kg tergatung pada tangkainya yang berada pada ketinggian 2 m dari atas tanah. Jika percepatan gravitasi bumi adalah 10 m/s2 tentukan besar energi potensial yang dimiliki oleh buah pepaya tadi! Pembahasan Energi potensial gravitasi Ep = m x g x h Ep = 0,5 x 10 x 2 Ep = 10 joule



2. Sebuah benda berada pada ketinggian 5 m dari atas tanah. Jika energi potensial benda tersebut adalah 2500 joule dan percepatan gravitasi bumi adalah 10 m/s2, tentukan massa benda tersebut! Pembahasan Ep = m x g x h



2500 = m x 10 x 5 2500 = 50 m m = 2500 / 50 m = 50 kg



c) Energi mekanik



Gambar 4. Energi mekanik pada buah yang jatuh dari pohon Energi mekanik merupakan penjumlahan dari energi potensial dan energi kinetik. Mengapa kaki kita terasa sakit saat kejatuhan buah mangga dari atas pohon? Hal itu disebabkan buah mangga yang berada di atas pohon memiliki energi. Buah mangga yang jatuh dari pohonnya memiliki energi mekanik. Pada saat buah mangga masih berada di pohon, energi mekaniknya sama dengan energi potensialnya. Ketika buah mangga tersebut jatuh sampai di tanah, energi mekaniknya sama dengan energi kinetiknya. Besarnya energi mekanik merupakan penjumlahan antara besarnya energi kinetik dengan energi potensial. Energi mekanik adalah energi yang dimiliki suatu benda karena sifat geraknya. Energi mekanik terdiri dari energi potensial dan energi kinetik. Secara matematis dapat dituliuskan : Em = Ep + Ek dimana Em = Energi Contoh Soal Seekor burung sedang melayang terbang pada ketinggian 10 m di atas tanah dengan kecepatan konstan sebesar 10 m/s. Jika massa burung adalah 2 kg, tentukan: a) Energi kinetik burung b) Energi potensial burung c) Energi mekanik burung



Pembahasan a) Ek = 1/2 mv2 Ek = 1/2 x 2 x 102 Ek = 100 joule



b) Ep = m g h Ep = 2 x 10 x 10 Ep = 200 joule



c) EM = Ep + Ek EM = 200 + 100 EM = 300 joule



d)



Energi kimia



Energi kimia adalah energi yang dilepaskan selama reaksi kimia. Energi kimia umumnya pada makanan yang biasa kita konsumsi sehari-hari, makanan tersebut apabila telah mengalami proses pencernaan dalam tubuh, unsur kimia yang terkandung dalam makanan akan mengalami reaksi kimia. Selama proses reaksi kimia, unsur-unsur yang bereaksi melepaskan sejumlah energi kimia. Ikan, telur, susu, dan makanan lainnya yang dimakan mamusia mengandung energi kimia ketika berlari gaya otot melakukan usaha untuk menggerakan diri pada kecepatan tertentu, setelah lari merasa lelah. Usaha oleh gaya otot ketika berlari mengubah sebagian energi kimia menjadi energi gerak. Energi kimia yang dilepaskan berguna bagi tubuh kita untuk membantu kerja organ-organ tubuh, menjaga suhu tubuh, dan melakukan aktivitas sehari-hari. Contoh energi kimia lainnya adalah bahan bakarkendaraan, energi kimia pada bahan bakar memiliki energi kimia yang sangat besar sehingga mampu menggerakkan mobil, motor, pesawat dan lainnya.



Gambar 5. Energi kimia terkandung dalam makanan



e)



energi listrik



Energi listrik adalah energi yang ditimbulkan oleh benda yang bermuatan listrik. Muatan listrik yang diam (statis) menimbulkan energi potensial listrik, sedangkan muatan listrik yang bergerak (dinamis) menimbulkan arus listrik dan magnet.bagaimana lampu pijar dapat mengubah energi listrik menjadi energi cahaya? Filamen pada lampu pijar terbuat dari kawat tungsten yang sangat tipis dan digulung menjadi spiral rangkap. Ketika dialiri arus listrik, filamen lampuini berpijar sampai berwarna putih sehingga lampu memancarkan cahaya. Selain memancarkan cahaya, sebagian energi listrik yang mengalir melalui filamen lampu ini diubah menjadi kalor. Hal ini menyebabkan lampu pijar terasa panas saat kamu sentuh. Tungsten dipilih sebagai filamen karena bahan ini tahan panas, titik leburnya mencapai 3.400° C, sehingga tungsten dapat berpijar tanpa melebur. Oleh karena filamen lampu mudah terbakar di udara, maka di dalam bola kaca lampu pijar diisi gas argon dan gas nitrogen. Gas ini tidak bereaksi dengan logam panas sehingga filamen tidak terbakar



Gambar 6. Energi listrik untuk menyalakan lampu



f)



Energi Panas



Energi panas adalah energi ini muncul saat terjadinya perubahan suhu benda, dan menjalar dari bagian yang panas ke bagian yang dingin. Energi ini dapat dideteksi dengan indera peraba dan thermometer. Sumber energi 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 energi yang lain, seperti dari energi listrik, energi gerak, dan energi kimia. Energi panas dimanfaatkan untuk membantu manusia melakukan usaha seperti menyetrika pakaian, memasak, dan mendidihkan air.



Gambar 7. Energi panas pada matahari 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 energi akan terlihat setelah berubah bentuk menjadi energi yang lain. Misalnya, energi listrik akan bermanfaat ketika berubah bentuk menjadi energi cahaya atau panas. Contoh energi kimia dalam baterei kering bermanfaat untuk menyalakan senterketika terjadi perubahan enegi kimia dalam baterei menjadi energi listrik. Energi kimia dalam bahan bakar bermanfaat untuk menggerakan mobil ketika terjadi pembakaran yang segera mengubah energi kimia menjadi energi mekanik. Matahari juga memberiokan banyak manfaat dalam berbagai bentuk perubahan nergi. Matahari adalah sumber energi untuk mahluk hidup, karena menghasilkan energi radiasi yang dapat diubah menjadi bentuk energi lain yang sangat berguan bagi kehidupan. Reaksi nuklir yang terjadi dimatahari mengakibatkan energi termal (kalor), karena itu suhu matahari tetap tinggi walaupun radiasi terus-menerus dipancarkan keruang angkasa. Energi termal tidak langsung diterima dari cahaya matahari melainkan diterima ketika energi radiasi diserap oleh kulit, kemudian terjadi panas yang mengakibatkan temperature tubuh meningkat. Bila energi radiasi telah sampai dibumi, akan terjadi proses perubahan energi seperti :



- Energi radiasi yang sampai kedaun mampu membangkitkan fotosintesis. Dalam hal ini energi radiasi berubah menjadi energi kimia (gula, tepung), didalam tumbuhan. - Energi radiasi yang yang mengenai sel surya (fotosel) mampu membangkitkan energi listrik. - Panas yang terasa dikulit kita merupakan proses perubahan bentuk energi dari energi radiasi menjadi energi temal (panas). Air yang menerima energi matahari suhunya akan naik, karena sebagaian energi matahari tersebut berubah menjadi energi termal. Dalam kehidupan sehari-hari banyak dijumpai peristiwa perubahan energi yang eratkaitanya dengan dengan aktivitas sehari-hari. Misalnya seorang yang memasak air. Pada peristiwa ini tejadi perubahan enrgi kimia menjadi energi termal. Selanyutnya energi termal yang dimiliki pleh air akan menyebar keudara . akibatnya udara disekitar menjadi panas. Semua perubahan bentuk energi apabila dipindahkan atau diubah melalui proses apapun tidak terjadi pertambahan dan pengurangan energi dalam proses ini. Fakta ini dikenal sebagai hukum konservasi energi yaitu Energi total tidak akan bertambah atau berkurang di dalam proses apapun, energi dapat diubah dari bentuk satu ke bentuk lainnya dan dipindahkan dari benda satu ke benda lainnya, namun jumlah totalnya akan selalu sama.



BAB III PENUTUP A. Kesimpulan Adapun kesimpulan dari makalah ini adalah Energi berasal dari bahasa yunani yaitu energia yang berarti kemampuan untuk melakukan usaha. Energi merupakan besaran yang kekal, artinya energi tidak dapat diciptakan dan dimusnahkan tetapi dapat diubah dari satu bentuk ke bentuk lainnya. Bentukbentuk energi diantaranya energi kinetik, energi potensial, energi mekanik, energi kimia, energi listrik dan energi panas. Kemudian perubahan energi misalnya perubahan energi listrik ke energi cahaya (lampu)



. B.



Saran



Adapun saran penulis untuk makalah ini adalah diharapkan kepada para pembaca agar memberi saran dan kritikannya agar makalah ini menjadi lebih baik kedepannya.