Pengertian energi mekanik mengacu pada penerapan energi kinetik dan potensial yang erat kaitannya dengan kehidupan sehari-hari.
Banyak sekali aspek kehidupan yang tanpa kita sadari adalah hasil dari pembentukan suatu energi, seperti ketika kita memainkan gitar atau mengendarai kendaraan bermotor.
Dalam artikel ini, kita akan menjelaskan apa pengertian energi mekanik beserta rumus, sumber energi, dan contohnya dalam kehidupan sehari-hari.
Apa Pengertian Energi Mekanik?
Energi mekanik adalah energi yang menggabungkan energi kinetik dan potensial. Sehingga memungkinkan suatu benda dapat menghasilkan energi mekanik karena gerak dan posisinya.
Mudahnya, energi mekanik menjadikan pergerakan dan posisi suatu benda menghasilkan sebuah energi bernemakan energi mekanik.
Energi mekanik memiliki sifat yang tetap (kecuali jika terdapat gesekan atau hambatan), sehingga meskipun energi kinetik dan potensialnya berubah, jumlah kedua energi tersebut akan selalu konstan.
Adapun satuan energi mekanik adalah Joule (J) dengan penghitungannya yang menambahkan energi kinetik dan potensial.
Rumus energi mekanik:
Em = Ek + Ep
Keterangan:
Em: energi mekanik
Ek: energi kinetik
Ep: energi potensial
Hukum Kekekalan Energi Mekanik
Sebagaimana dikatakan bahwa jumlah energi mekanik akan selalu sama meskipun sumber energinya akan berubah-ubah.
Ketika energi potensial suatu benda semakin besar, maka energi kinetiknya akan semakin kecil, dan begitu juga sebaliknya.
Hal itu terdapat dalam hukum kekekalan energi mekanik yang menyatakan bahwa, “Jumlah energi potensial dan energi kinetik di titik manapun dalam medan gravitasi yang selalu sama …”.
Hukum tersebut berlaku apabila suatu kondisi berada dalam sistem yang tertutup, yang mana tidak terdapat energi yang dapat masuk dan keluar dari sistem tersebut.
Tidak akan menjadi kekal bila terdapat hambatan atau gesekan yang mempengaruhi pergerakan dan posisi suatu benda.
Adapun hukum kekekalan energi berbunyi bahwa, “Energi tidak dapat diciptakan ataupun dimusnahkan, energi hanya dapat diubah bentuk dari bentuk energi satu ke bentuk energi yang lain.”
Hal tersebut tentu berlaku dengan energi mekanik yang terdiri atas energi kinetik dan potensial.
Unsur-Unsur Energi Mekanik
Berdasarkan penjelasan, energi mekanik terdiri dari energi kinetik dan potensial pada suatu benda. Berikut adalah penjelasan mengenai dua sumber energi mekanik tersebut:
Energi Kinetik
Energi kinetik adalah energi yang dimiliki benda karena gerakannya. Hal ini memungkinkan semakin cepat gerakan suatu benda, maka semakin besar energi kinetiknya.
Sehingga besar kecilnya energi kinetik yang dimiliki benda tersebut akan bergantung pada massa dan kecepatan benda.
Rumus energi kinetik:
EK = ½ mv
m: massa benda (kg)
v: kecepatan benda (m/s)
EK: energi kinetik (joule)
Diantara contoh penerapan energi kinetik dalam kehidupan sehari-hari adalah kincir angin yang bergerak, mobil yang bergerak, kipas angin yang bergerak, dan lainnya.
Dalam kasus mobil yang bergerak, kecepatan dan massa mobil tersebut akan mempengaruhi besar kecilnya energi kinetik yang dimiliki.
Energi Potensial
Energi potensial merupakan energi yang dimiliki benda karena posisi atau kondisinya. Hal ini memungkinkan posisi suatu benda terhadap suatu medan akan mempengaruhi potensi gerak yang dihasilkan.
Sehingga energi ini bergantung pada jenis gaya yang bekerja pada benda, yang mana besar kecil potensi energi yang dihasilkan akan didasarkan dari posisi suatu benda terhadap suatu acuan gaya.
Energi potensial terdiri dari dua jenis, yakni energi potensial gravitasi dan potensial elastis. Berikut adalah penkelasannya
Energi Potensial Gravitasi
Energi potensial ini bergantung pada massa, ketinggian, dan percepatan gravitasi benda terhadap permukaan bumi.
Sehingga semakin tinggi benda berada dari permukaan bumi, energi potensialnya akan semakin besar, dan akan berlaku juga sebaliknya.
Rumus energi potensial gravitasi:
EP = mgh
m: massa benda (kg)
g: percepatan gravitasi (9,8 m/s)
h: ketinggian benda (m)
EP: energi potensial
Diantara contoh dari penerapan energi potensial gravitasi adalah buah yang jatuh dari pohon, air terjun yang mengalir dari titik tinggi ke titik rendah, bola yang dilempar ke atas, dan lainnya.
Energi Potensial Elastis
Merupakan energi yang dimiliki benda karena benda karena dapat kembali ke bentuk semula setelah ditarik atau ditekan.
Energi ini mengacu pada konstanta pegas dan perubahan panjangnya. Sehingga, besar kecil energi yang dihasilkan akan bergantung pada seberapa pegas ditarik atau ditekan.
Rumus energi potensial elastis:
EP = ½ kx
k: konstanta pegas (N/m)
x: perubahan panjang pegas
EP: energi potensial (joule)
Diantara contoh energi potensial elastis adalah busur panah yang ditarik, karet gelang, permainan trampolin, dan lain sebagainya.
Cara Kerja Energi Mekanik
Seperti yang tertera pada hukum kekekalan mekanik yang memungkinkan jumlah energi mekanik akan selalu konsisten meskipun energi potensial dan kinetiknya berubah, dengan catatan tidak ada hambatan atau gesekan yang mempengaruhi sistem.
Berikut adalah contoh cara kerja energi mekanik:
- Sebuah bola yang dilempar ke atas akan menghasilkan energi potensial gravitasi semakin besar karena ketinggiannya dan memiliki energi kinetik yang akan semakin berkurang karena gerakannya melambat
- Ketika bola berada di posisi tertinggi, energi potensial akan berada di kedudukan tertinggi dan membuat energi kinetik sampai pada kecepatan nol sebelum kembali jatuh ke tanah
- Saat bola jatuh, energi kinetik semakin meningkat karena gerakannya semakin cepat dan energi potensial semakin berkurang karena semakin mencapai medan gaya
- Ketika mencapai tanah, energi potensial sampai mencapai titik terendah karena energinya telah berubah menjadi energi kinetik semua
Hal ini kembali mengacu pada hukum kekekalan energi yang mana energi tidak akan dapat diciptakan dan dihilangkan, tetapi dapat berubah menjadi energi lainnya.
Ketika energi potensial berada pada titik tertinggi, energi kinetik akan berada pada titik terendah, dan begitu juga sebaliknya.
Sehingga jumlah nilai mekanik ketika bola terlempar hingga mendarat kembali akan selalu sama.
Contoh Energi Mekanik dalam Kehidupan Sehari-hari
1. Kendaraan
Kendaraan motor, sepeda, maupun mobil sama-sama memiliki energi mekanik, tepatnya pada bagian penggerak kendaraan.
Pada sepeda, gerakan mengayuh sepeda memungkinkannya dapat bergerak lebih cepat dan pada motor juga mobil, energi kinetik dihasilkan oleh pembakaran bahan bakar.
Semakin cepat mobil bergerak, maka semakin besar pula energi kinetiknya. Sedangkan energi potensial akan berlaku ketika energi kinetiknya berkurang, seperti saat kecepatan mobil atau motor menurun.
Baca Juga: Mengenali Jenis-Jenis Bahan Bakar Truk dan Keunggulannya
2. Kincir Angin
Merupakan alat yang memungkinkan rumah-rumah mendapat energi listrik dari kincir angin yang menggunakan kekuatan angin dan diubah menjadi energi listrik.
Angin yang menggerakan kincir angin mengacu pada prinsip energi kinetik, yang membuat angin mampu menggerakkan baling-balingnya.
3. Alat Musik Gitar
Energi mekanik berlaku pada alat musik ini ketika seseorang memetik gitar. Gitar yang dipetik akan menghasilkan gaya pegas dan membuat senarnya bergerak dan bergesekan.
Sehingga, energi potensial pada gitar yang sebelum dipetik dengan energi kinetik saat senar gitar bergesekan dengan udara itulah yang menjadikan kondisi tersebut akan menghasilkan bunyi dan memiliki energi mekanik.
4. Permainan Bowling
Bola bowling dimainkan dengan menggelindingkan bola ke arah target di depan. Dalam hal ini, energi mekanik berlaku.
Ketika bola hendak dilempar pada ketinggian tertentu, energi potensial berada di titik tertinggi. Sehingga ketika bola telah bergulir di lintasan, energi kinetik yang dihasilkan akan bergantung pada kecepatan bola yang bergerak menuju pin.
5. Permainan Ayunan
Pada permainan ini juga berlaku energi mekanik, yang mana ketika ayunan bergerak naik, energi potensialnya akan meningkat dan energi kinetik berada di titik rendah.
Sebaliknya, ketika ayunan berada di tengah-tengah, energi kinetik yang akan bergerak maksimal dengan energi potensial yang berada di titik terendah.
Kesimpulan
Demikian adalah penjelasan mengenai pengertian energi mekanik beserta rumus, contoh, dan cara kerjanya pada suatu benda yang sering dijumpai dalam kehidupan sehari-hari.
Penggunaan bahan bakar pada kendaraan yang mengalami proses pembakaran berlaku energi mekanik yang mengubah bahan bakar menjadi energi kinetik dan membuat kendaraan dapat bergerak.
Di Industri ini, bahan bakar menjadi salah satu aspek penting dalam kebutuhan manusia. Solar Industri sebagai perusahaan agen solar Industri Pertamina siap melayani kebutuhan distribusi solar dalam sektor industri.
Jika Anda berminat untuk menggunakan produk Solar Industri untuk kebutuhan Anda, silakan menghubungi kontak kami untuk info selengkapnya!
