Konsep Perubahan Energi

Perubahan Energi

Persamaan dasar energi mekanik  Dimana:

Pada dasarnya, kita semua mengerti mengenai aturan dasar energi yaitu hukum kekekalan energi. Hukum kekekalan energi berbunyi : “Energi tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan”. Energi hanya dapat berubah bentuk menjadi bentuk yang lain. Setiap benda disekeliling kita memiliki energi. Sebagai contoh yang sederhana, penghapus yang berada diujung meja. Penghapus tersebut memiliki kecenderungan untuk jatuh karena terdapat energi potensial pada penghapus itu. Hal ini sama saja seperti air terjun. Air pada saat di ujung air terjun memiliki energi potensial. Lalu, saat air jatuh energi potensial pada air berubah energi kinetik. Saat air berada di dasar air terjun, energi potensial pada air sepenuhnya berubah menjadi energi kinetik. Berikut adalah skema untuk melihat perubahan energi pada saat partikel air jatuh pada suatu air terjun :

 

Keadaan 1

Partikel air tepat akan jatuh menuju dasar

Pada keadaan ini, air belum memiliki kecepatan. Maka, energi yang dimiliki air hanyalah energi potensial. Sehingga keseluruhan energi mekanik hanya berasal dari energi potensial

Keadaan 2

Partikel air saat jatuh

Pada keadaan ini, air sudah memiliki kecepatan dan ketinggian. Maka, energi mekanik dipengaruhi oleh energi potensial dan kinetik. Pada setiap penurunan ketinggian energi potensial pada air berubah menjadi energi kinetik yang menggerakkan partikel air

Keadaan 3

Partikel air saat tepat akan menyentuh dasar

Pada keadaan ini, air masih memiliki kecepatan namun tidak memiliki ketinggian. Sehingga, keseluruhan energi mekanik berasal dari energi kinetik.

Perubahan Energi dalam Ruang dan Waktu

Dari kasus jatuhnya partikel air, kita sudah dapat mengetahui adanya perubahan energi pada partikel air yang menyebabkan adanya pergerakan pada partikel air. Namun, dalam kasus ini kita hanya melihat perubahan energi dari sudut pandang jarak. Pada dasarnya, perubahan energi itu dapat terjadi seiring dengan perubahan jarak dan waktu. Namun, pada mekanika fluida dasar perubahan energi hanya dilihat dari arah saja. Berikut adalah persamaan dasar perubahan energi

Dimana:

Pada persamaan dasar perubahan energi dikatakan kalau perubahan energi terhadap waktu akan menghasilkan panas dan kerja. Artinya, perubahan energi juga dapat didefinisikan dengan perubahan waktu. Sehingga, secara matematis dapat ditulis sebagai berikut :

Dimana:

Aplikasi Perubahan Energi

Sekarang, mari kita telaah lagi arti dari persamaan dasar perubahan energi.

Pada hakikatnya, hanya perubahan energi yang dapat dimanfaatkan manusia. Sebagai contoh, PLTA memanfaatkan perubahan energi potensial air saat jatuh menjadi energi kinetik sebagai penggerak turbin. Atau perubahan energi kimia dari batubara menjadi energi panas. Karena, seperti yang sudah dijelaskan oleh persamaan diatas hanya perubahan energi yang dapat dimanfaatkan manusia karena dapat menghasilkan panas dan kerja