Buah jatuh dari pohonnya merupakan contoh dari energi

Buah mangga jatuh dari pohonnya merupakan bentuk perubahan energi dari energi potensial [saat buah mangga masih berada di atas pohon] menjadi energi kinetik [saat pohon mangga jatuh].

Dalam kehidupan sehari-hari, energi sangat dekat dengan kehidupan manusia. Bahkan, energi juga sangat dibutuhkan tubuh manusia untuk menunjang berbagai aktivitas. Demikian pula dengan berbagai benda di sekeliling kita, perpindahannya sangat dipengaruhi oleh sebuah energi. Ada banyak hal atau kejadian yang berhubungan erat dengan energi, contohnya saat berolahraga, bermain sepeda, maupun saat kita melihat buah apel yang jatuh dari pohonnya. Ada dua bentuk energi yang sangat dekat dengan kehidupan manusia, yaitu energi kinetik dan energi potensial.

Suatu benda dapat menggerakkan sesuatu dan mengerjakan gaya ketika benda tersebut memiliki energi. Seperti diketahui, bahwa energi terdiri dari dua jenis, yaitu energi kinetik dan energi potensial. Lalu apa yang dimaksud dengan energi kinetik dan energi potensial? Berikut penjelasannya, lebgkap dengan contoh.

Energi Kinetik

Energi kinetik adalah energi yang dimiliki oleh suatu benda yang bergerak atau berpindah. Setiap benda yang memiliki kecepatan, maka benda tersebut memiliki energi kinetik. Salah satu contoh nyata adalah angin yang bertiup dapat menggerakan kincir angin.

Selain itu, contoh lainnya ketika bola billiard semakin kuat didorong maka bola tersebut akan semakin cepat untuk bergerak, dan secara otomatis energi kinetik benda tersebut akan semakin besar. Secara matematis maka energi kinetik dapat diperoleh dengan menggunakan persamaan sebagai berikut : Ek =  mv2

Keterangan : m adalah massa benda [kg], v adalah kecepatan benda [m/s] dan Ek adalah energi kinetik [joule].

Energi Potensial

Energi potensial adalah energi yang tersimpan pada suatu benda. Misalnya, benda yang berada pada ketinggian tertentu maka benda tersebut memiliki energi potensial, seperti ketika sebuah apel jatuh dari pohon. Secara matematis energi potensial dapat ditentukan dengan persamaan berikut : Ep = mgh

[Baca juga: Mengenal Dua Cara Pemindahan Energi, Kalor dan Usaha]

Keterangan : Ep adalah energi potensial gravitasi [j], m adalah massa benda [kg], g adalah percepatan gravitasi, dan h adalah ketinggian benda [m].

Adapun energi potensial ini terbagi menjadi 3 bentuk energi yaitu energi potensial kimia, energi potensial elastis, dan energi potensial gravitasi.

Energi potensial kimia adalah energi yang tersimpan dalam atom dan ikatan kimia antara mereka. Kita memiliki energi untuk dapat bergerak yang berasal dari makanan, dimana makanan tersebut mengandung energi potensial yang akan diubah menjadi energi kenetik [energi gerak]. Selain itu, energi potensial kimia terdapat pada cadangan makanan hasil fotosintesis yang berasal dari energi cahaya dan diubah oleh tumbuhan hijau.

Energi potensial elastis adalah energi yang dimiliki oleh benda-benda yang bersifat elastis. Contohnya, ketika tali busur yang direntangkan dan energi otot disimpan dalam tali sebagai energi potensial, maka energi potensial inilah yang menyebabkan anak panah mampu untuk meluncur.

• Energi Potensial Gravitasi

Energi potensial gravitasi adalah energi yang dimiliki suatu benda karena kedudukannya yang bergantung kepada percepatan gravitasi. Sebuah benda yang memiliki energi potensial gravitasi maka benda tersebut diangkat pada ketinggian tertentu dari atas tanah dan ketika benda dijatuhkan energi potensial gravitasi akan diubah menjadi energi kinetik.

EMo = EP = m g h = [1][10][80] = 800 Joule

Ketika jatuh bebas, energi potensial gravitasi berubah menjadi energi kinetik. Pada saat benda menyentuh tanah, semua energi potensial gravitasi berubah menjadi energi kinetik. Jadi ketika tiba di permukaan tanah, benda mempunyai energi kinetik tetapi benda tidak mempunyai energi potensial gravitasi [h = 0 sehingga EP = m g h = 0]. Jadi energi mekanik akhir [EMt] = energi kinetik [EK]

Hukum kekekalan energi mekanik menyatakan bahwa energi mekanik awal sama dengan energi kinetik akhir.
EMo = EMtEP = EK800 = EK

Energi kinetik [EK] benda ketika tiba di permukaan tanah adalah 800 Joule.

2. Sebuah benda jatuh bebas dari ketinggian 10 meter di atas tanah. Jika massa benda 4 kg dan percepatan gravitasi [g] = 10 m s–2 maka energi kinetik dan kelajuan benda pada ketinggian 5 meter di atas tanah adalah…

Pembahasan
Diketahui :Perubahan ketinggian [h] = 10 – 5 = 5 meterMassa [m] = 4 kg

Percepatan gravitasi [g] = 10 m/s2

EMt = EKHukum kekekalan energi mekanik menyatakan bahwa energi mekanik awal sama dengan energi mekanik akhir.

EMo = EMt

Energi kinetik benda pada ketinggian 5 meter di atas tanah adalah 200 Joule.

[b] Kelajuan benda pada ketinggian 5 meter
Energi mekanik awal [EMo] = energi mekanik akhir [EMt]EP = EK

200 = ½ m v2

100 = v2v = √100v = 10 meter/sekon

Kelajuan benda adalah 10 meter/sekon

3. Buah mangga jatuh bebas dari ketinggian 2 meter. Jika g = 10 m s–2, hitunglah kelajuan buah mangga sesaat sebelum menyentuh tanah dengan menggunakan hukum energi mekanik.Pembahasan

Diketahui :

Percepatan gravitasi [g] = 10 m/s2

EMt = EK = ½ m v2Hukum kekekalan energi mekanik menyatakan bahwa energi mekanik awal sama dengan energi mekanik akhir.

EMo = EMt

40 = v2v = √40 = √[4][10] = 2√10 meter/sekonKelajuan buah mangga sesaat sebelum menyentuh tanah adalah 2√10 meter/sekon.

Perlu diketahui bahwa dalam perhitungan, kita mengabaikan gesekan udara. Dalam kenyataannya, jika benda apapun jatuh bebas di permukaan bumi maka terdapat gaya gesek udara yang turut mempengaruhi gerakan benda sehingga kelajuan benda lebih kecil dari perhitungan di atas.

Video yang berhubungan

You're Reading a Free Preview
Page 2 is not shown in this preview.

Ditulis oleh ilmiahku.com Senin, 29 April 2019 Edit

Energi adalah kemampuan daya atau kekuatan dalam melakukan berbagai proses kerja ataupun usaha. Satuan dari energi adalah joule (J). Sebagai contoh dapat kita jabarkan apa maksud dari definisi energi bahwasannya dalam melakukan perkerjaan dan usaha baik ringan maupun berat, sesuatu ataupun seseorang pasti membutuhkan energi untuk melakukannya. 

Energi yang akan kita bahas kali ini terdapat tiga macam energi yaitu energi potensial, energi kinetik, dan energi mekanik pada peristiwa jatuhnya buah dari pohonnya. 

Nah untuk pembahasan perubahan energi, seperti yang sudah diungkapkan dalam bunyi hukum kekekalan energi bahwasannya “Energi tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan tetapi energi hanya dapat berubah dari satu bentuk energi ke bentuk energi lain.” Bahwasannya dalam peristiwa buah yang jatuh dari pohonnya tersebut tidak bisa menciptakan ataupun memusnahkan energi melainkan hanya dapat merubah dari satu bentuk energi ke bentuk yang lain.

Dalam terjadinya peristiwa buah jatuh dari pohonnya, yang pertama kita akan membahas tentang hubungan jatuhnya buah dari pohonnya dengan energi potensial serta apa saja yang terjadi di dalamnya. Energi potensial adalah energi yang dihasilkan itu memengaruhi benda terhadap posisi ketinggiannya, di mana benda tersebut memiliki massa serta perubahan posisinya menimbulkan gaya gravitasi. Satuan (SI) energi potensial adalah joule (J). Energi potensial adalah energi yang mana bendanya memiliki massa (m), memiliki ketinggian (h), dan gaya gravitasi (g) sehingga memiliki persamaan Ep = mgh. Selanjutnya untuk proses jatuhnya buah dari pohonnya juga menghasilkan gaya gravitasi (g) yang mana gaya gravitasi ini yang menimbulkan buah dapat jatuh secara tepat di permukaan tanah, serta buah yang jatuh dari pohonnya tersebut memiliki massa (m). 

Jadi dapat disimpulkan bahwasannya diamnya buah sebelum jatuh ke permukaan itu menghasilkan apa itu energi potensial serta jatuhnya buah didorong oleh gaya gravitasi. Dari apa yang sudah dijelaskan sebelumnya dari pernyataan definisi dan apa yang sudah dijelaskan lebih dalam terjadi kesinambungan antara keduanya, sehingga persamaan energi potensial yakni Ep = mgh adalah benar dan sesuai.

Ketika buah jatuh dari pohonnya, energi yang dihasilkan menimbulkan perpindahan posisi buah dari pohon dan jatuh ke bawah yang mana perubahan tersebut akan menghasilkan ketinggian yang disimbolkan dengan huruf (h) kecil, yang dimaksud dengan ketinggian di sini adalah jarak posisi buah dengan permukaan.

Pembahasan kedua merupakan hubungan antara energi kinetik dengan peristiwa jatuhnya buah dari pohonnya serta apa saja yang terjadi di dalamnya. Energi kinetik adalah energi yang dimiliki oleh sebuah benda akibat dari gerakannya. Bisa juga didefinisikan sebagai usaha yang dibutuhkan untuk menggerakkan suatu benda yang memiliki massa tertentu dari keadaan diam hingga mencapai kecepatan tertentu. Juga bisa disebut dengan energi yang mana bendanya memiliki massa (m) dan gerakannya memiliki kecepatan (v), sehingga menghasilkan persamaan Ek = ½mv2 .

Jika dihubungkan dengan energi kinetik dan apa saja yang terjadi di dalamnya, maka buah yang jatuh dari pohonnya akan memiliki massa (m) dan peristiwa jatuhnya buah dari atas ke permukaan akan menghasilkan gerakan yang mana gerakan jatuhnya buah memiliki kecepatan tertentu yang disimbolkan dengn huruf (v).

Ketika buah jatuh semakin ke bawah dan mendekati permukaan energi kinetiknya akan semakin besar, hal tersebut diakibatkan karena adanya percepatan gaya gravitasi yang semakin konstan. Sehingga dari persamaan yang ada Ek = ½mv2 itu sesuai dan benar dengan definisi serta penjelasan.

Pembahasan ketiga merupakan hubungan energi mekanik dengan peristiwa jatuhnya buah dari pohonnya. Energi mekanik adalah jumlah energi dari energi potensial dan energi kinetik. Memiliki persamaan Em = Ep + Ek.

Jika dihubungkan dengan peristiwa jatuhnya buah dari pohonnya, maka dapat kita lihat dari ulasan sebelumnya bahwasannya energi diamnya buah sebelum jatuh memiliki energi potensial. Ketika buah jatuh dari pohonnya dalam proses tersebut menghasilkan apa itu energi kinetik. 

Berdasarkan uraian di atas, dapat disimpulkan bahwasannya buah yang jatuh dari pohonnya mengubah dari energi potensial menuju ke energi kinetik dan hal tersebut sesuai dengan hukum kekekalan energi. Bahwasannya untuk jatuhnya buah tidak menghilangkan apa itu energi potensial melainkan merubah bentuk energi dari energi potensial menuju ke energi kinetik.

Serta keduanya yakni energi kinetik dan energi potensial saat dijumlahkan akan menghasilkan energi mekanik. Semoga dari apa yang sudah dijelaskan di atas dapat bermanfaat bagi kita semua. Terima kasih.

Penulis: Yeni Arifah Khofshoh (S1 Pendidikan IPA UIN Sunan Ampel Surabaya)

Editor: Binar Kurnia Prahani