Energi & Perubahannya

⚡

Apa itu Energi?

⌄

Energi adalah kemampuan untuk melakukan usaha atau kerja. Segala yang bergerak, bersinar, berbunyi, atau menghasilkan panas, semuanya melibatkan energi.

Satuan energi dalam SI adalah Joule (J), dari nama ilmuwan James Prescott Joule.

🏃

Kinetik

Energi benda yang bergerak

🏔

Potensial

Energi karena posisi/ketinggian

🌡

Panas

Energi akibat suhu

🔋

Kimia

Tersimpan dalam ikatan kimia

💡

Cahaya

Energi gelombang elektromagnetik

🔌

Listrik

Energi dari aliran muatan listrik

🔄

Hukum Kekekalan Energi

⌄

Ditemukan oleh James Prescott Joule, hukum paling fundamental dalam fisika:

"Energi tidak dapat diciptakan maupun dimusnahkan, tetapi dapat berubah dari satu bentuk ke bentuk lainnya."

Jumlah total energi di alam semesta selalu tetap. Ketika baterai "habis", energi kimia di dalamnya tidak menghilang, sudah berubah menjadi listrik, cahaya, panas, dan bunyi.

Contoh: saat mendorong meja, energi kimia dari makanan berubah menjadi energi gerak meja dan panas akibat gesekan lantai.

♻

Hemat Energi

⌄

Menghemat energi berarti menggunakan energi secara efisien, bukan tidak memakai energi sama sekali.

💡

Pakai lampu LED berdaya rendah

🔌

Cabut charger saat tidak dipakai

☀

Manfaatkan cahaya matahari siang

🚲

Bersepeda untuk jarak dekat

Mengapa LED lebih hemat? Lampu pijar membuang ~90% energinya sebagai panas. LED mengubah lebih dari 80% energi listrik menjadi cahaya.

🔗

Rantai Perubahan Energi

⌄

Energi jarang langsung berubah ke bentuk akhirnya. Biasanya melewati beberapa tahap.

Kincir Angin (PLTB)

Gerak Angin

→

Mekanik Turbin

→

Listrik

Senter Baterai

Kimia (baterai)

→

Listrik

→

Cahaya

PLTA

Ep Air

→

Ek Air

→

Turbin Berputar

→

Listrik

Sepeda / Aktivitas Fisik

Kimia (makanan)

→

Gerak Otot

→

Gerak Roda

🔌

Peralatan dan Perubahan Energinya

⌄

💡

Lampu
Listrik → Cahaya

🔥

Setrika
Listrik → Panas

🔊

Speaker
Listrik → Bunyi

🌀

Kipas
Listrik → Gerak

☀

Panel Surya
Cahaya → Listrik

🔋

Baterai
Kimia → Listrik

⚙

Generator
Gerak → Listrik

🔧

Motor Listrik
Listrik → Gerak

Ingat bedanya: Generator mengubah gerak menjadi listrik (PLTA, PLTB). Motor listrik kebalikannya: listrik menjadi gerak (kipas angin, mesin cuci).

🍎

Energi Potensial vs Kinetik

⌄

Bayangkan sebuah bola di atas meja.

Diam di atas meja: punya Energi Potensial karena posisinya tinggi. Semakin tinggi, semakin besar Ep.

Saat jatuh: Ep terus berkurang, berubah jadi Energi Kinetik. Semakin cepat geraknya, semakin besar Ek.

Tepat menyentuh tanah: hampir semua Ep sudah berubah jadi Ek. Inilah kekekalan energi mekanik: Ep + Ek = konstan.

Contoh lain: ayunan. Di ujung (tertinggi) Ep maksimal, Ek = 0. Di tengah (terendah) Ek maksimal, Ep minimal.

📈

Energi Kinetik (Ek)

⌄

Energi yang dimiliki benda karena gerakannya.

Ek = ½ × m × v²m = massa (kg) | v = kecepatan (m/s) | hasil dalam Joule

v dikuadratkan: jika kecepatan 2x, Ek menjadi 4x lebih besar!

Contoh:

Bola 0,5 kg bergerak 6 m/s → Ek = ½ × 0,5 × 36 = 9 Joule

🧠 Coba dulu:

Benda bermassa 2 kg bergerak 10 m/s. Energi kinetiknya adalah...

Ek = ½ × 2 × 100 = 100 Joule. Jawaban B benar.

🏔

Energi Potensial (Ep)

⌄

Energi karena posisi atau ketinggian benda dari titik acuan.

Ep = m × g × hm = massa (kg) | g = 10 m/s² | h = ketinggian (m)

Pastikan satuan benar sebelum hitung! 400 gram = 0,4 kg. 200 cm = 2 m.

Contoh (dari kisi-kisi):

Pepaya 400 g di ketinggian 200 cm, g = 10 m/s²
m = 0,4 kg, h = 2 m → Ep = 0,4 × 10 × 2 = 8 Joule

🧠 Coba dulu:

Buku 1,5 kg di rak setinggi 1,2 m (g = 10 m/s²). Ep-nya...

Ep = 1,5 × 10 × 1,2 = 18 Joule. Jawaban C benar.

↓

Kecepatan Jatuh Bebas

⌄

Benda jatuh bebas (v awal = 0): seluruh Ep berubah jadi Ek, sehingga bisa dicari kecepatannya.

v = √(2 × g × h)v = kecepatan akhir (m/s) | g = 10 m/s² | h = ketinggian (m)

Asal rumus: mgh = ½mv² → m dibagi kedua sisi, didapat v = √(2gh)

Contoh (dari kisi-kisi):

Benda jatuh dari 500 cm → h = 5 m
v = √(2 × 10 × 5) = √100 = 10 m/s

🧠 Coba dulu:

Bola jatuh bebas dari 5 m (g = 10 m/s²). Kecepatannya saat menyentuh tanah...

v = √(2 × 10 × 5) = √100 = 10 m/s. Jawaban C benar.

⚖

Energi Mekanik (Em)

⌄

Em = Ep + EkBerlaku di setiap titik selama tidak ada gaya gesek

Kekekalan: Ep1 + Ek1 = Ep2 + Ek2
Ep dan Ek bisa saling berubah, tapi jumlahnya selalu sama.

Contoh ayunan: di ujung (tertinggi) Ep maks, Ek = 0. Di tengah (terendah) Ek maks, Ep = 0. Em selalu sama.

💧

PLTA — Tenaga Air

⌄

Ep Air Tinggi

→

Ek Air

→

Turbin Berputar

→

Listrik

Air di bendungan tinggi dialirkan ke turbin di bawah. Turbin berputar menggerakkan generator yang menghasilkan listrik.

Syarat utama PLTA: debit air yang stabil dan besar, serta arus yang deras agar turbin berputar optimal.

☀

PLTS — Tenaga Surya

⌄

Cahaya Matahari

→

Panel Surya

→

Listrik

Panel surya menggunakan semikonduktor silikon yang menghasilkan arus listrik ketika terkena foton cahaya matahari.

Cocok di Indonesia karena di khatulistiwa mendapat sinar matahari sepanjang tahun.

🌬

PLTB — Tenaga Angin (Bayu)

⌄

Gerak Angin

→

Kincir Berputar

→

Generator

→

Listrik

Angin memutar baling-baling besar yang terhubung ke generator. Semakin kencang angin, semakin banyak listrik yang dihasilkan.

Cocok di pesisir, pegunungan terbuka, atau padang luas yang selalu berangin kencang.

🌋

PLTP — Tenaga Panas Bumi

⌄

Panas Bumi

→

Uap Panas

→

Turbin

→

Listrik

Memanfaatkan panas dari dalam bumi (geothermal). Uap panas bumi digunakan langsung untuk memutar turbin generator.

Indonesia sangat potensial untuk PLTP karena banyak gunung berapi aktif. Tidak tergantung cuaca, bisa beroperasi 24 jam penuh.

Perbandingan Singkat

💧

PLTA — Air mengalir deras

☀

PLTS — Sinar matahari

🌬

PLTB — Angin kencang

🌋

PLTP — Panas bumi

Pertanyaan

Ketuk untuk lihat jawaban

Jawaban

1 / 16

Ketuk kartu untuk membalik

⚡

Kalkulator Energi Kinetik

Ek = ½ × m × v²

Massa m (kg)

Kecepatan v (m/s)

Masukkan nilai dan tekan Hitung

🏔

Kalkulator Energi Potensial

Ep = m × g × h

Massa m (kg)

Ketinggian h (m)

Gravitasi g (m/s²)

Masukkan nilai dan tekan Hitung

↓

Kalkulator Kecepatan Jatuh

v = √(2 × g × h)

Ketinggian h (m)

Gravitasi g (m/s²)

Masukkan nilai dan tekan Hitung

💡 Tips: Nilai dalam gram? Bagi 1000 untuk dapat kg. Nilai dalam cm? Bagi 100 untuk dapat meter.

⚽

Animasi Perubahan Ep ↔ Ek

Ep (Potensial)

100%

Ek (Kinetik)

0%

Em (Total)

Konstan

Ketinggian Awalh = 10 m, m = 1 kg

Massa Bola1 kg

Ep + Ek = konstan sepanjang gerakan (tanpa hambatan udara)

💡 Geser slider ketinggian dan massa untuk melihat bagaimana nilai Ep dan Ek berubah secara real-time saat bola jatuh.

Energi &Perubahannya

Pelajari Materi

Energi &
Perubahannya