Pengertian Energi dan Usaha, Rumus, Jenis & Perbedaan

Pengertian Energi dan Usaha, Rumus, Jenis & Perbedaan. Definisi energi dan usaha, rumus persamaan, macam ragam energi dan penjelasannya dalam bidang fisika. Ada jutaan makhluk hidup di alam semesta dan semua mahluk hidup ini setiap hari akan selalu melakukan pekerjaan atau aktivitas mereka masing-masing secara rutin demi keberlangsungan hidupnya. Baik manusia, hewan maupun tumbuhan juga akan selalu berhubungan dengan yang namanya energi maupun usaha. Bukan hanya makhluk hidup, energi juga diperlukan oleh benda-benda mati, seperti contohnya mesin di pabrik yang memerlukan energi listrik untuk dapat bekerja sebagai alat yang digunakan oleh manusia.

Ada kalanya kita belajar mengenai Energi dan Usaha dalam fisika. Namun apakah kalian sudah tau apa dan bagaimana sebenarnya energi dan usaha itu? Jika sebelumnya kita bahas materi pelajaran untuk pengertian gaya serta definisi suhu dan kalor, maka pada artikel ini mari kita bahas lebih mendetail mengenai energi dan usaha.

Dalam kehidupan sehari-hari, penjelasan usaha akan sedikit berbeda dari ilmu fisika. Kita ambil contoh misalkan: Seorang anak bernama Hanif membantu usaha ayahnya di bidang bahan baku tekstil. Atau mungkin kita juga sering menemui kalimat motivasi semacam: kita harus ber-usaha keras agar menjadi sukses. Namun dua penjelasan tersebut akan sangat berbeda sama sekali dengan pengertian energi dan usaha dalam ilmu fisika.

Pengertian Energi dan Usaha

Jika pengertian dalam ilmu fisika, energi dapat disebut sebagai kemampuan yang dilakukan untuk melakukan usaha. Sedangkan usaha merupakan besar gaya yang bekerja pada sebuah benda ketika melakukan perpindahan (gaya x perpindahan).

Jenis-jenis Energi dalam Fisika

Ada tiga jenis energi yang ada dalam ilmu fisika, yaitu: energi potensial, energi kinetik dan energi mekanik. Berikut penjelasan singkatnya.

Energi Potensial

Energi Potensial adalah energi yang dimiliki oleh benda dikarenakan kedudukannya. Sebagai contoh adalah: pegas. Energi potensial ini memiliki sifat yang tersembunyi dan baru akan keluar jika terjadi sesuatu kepadanya. Jika kita sering menemui, adalah ketika kita mencoba untuk menarik sebuah pegas dengan sekencang mungkin, maka pegas yang kita tarik tersebut akan bergerak berulang-ulang atau dapat dibilang melepaskan energi secara berulang. Walaupun kita hanya memberikan tarikan satu kali saja. Energi potensial yang terjadi pada pegas ini dapat juga disebut sebagai energi potensial elastis.

Energi Kinetik

Energi Kinetik adalah energi yang dimilki oleh suatu benda dikarenakan gerakannya. Kita juga mengatakan bahwa energi kinetik ini adalah energi yang juga memiliki hubungan dengan gerakan. Sebagai contoh misalnya jika kita mencoba untuk menjatuhkan beberapa benda yang memiliki berat yang sama pada sebidang tanah berlumpur. Maka kita akan mengetahui bahwa kuadrat kecepatan dari benda akan berbanding lurus dengan kedalaman dari tanah tersebut.

Energi Mekanik

Energi Mekanik adalah energi yang diperoleh dari hasil perhitungan berupa penjumlahan energi potensial dengan energi kinetik.

BACA JUGA: PENGERTIAN GERAK MELINGKAR BERATURAN, CIRI-CIRI, RUMUS & VARIABEL GMB

Perkembangan Ilmu Fisika

Seorang ahli fisika asal inggris bernama James Prescott Joule, membuat penemuan dan menjadikan namanya menjadi satuan energi. Ia adalah ilmuwan yang menemukan hukum kekekalan energi. Pada hukum kekekalan energi ini dinyatakan bahwa:

“Energi hanya dapat dipindahkan tetapi tidak bisa diciptakan ataupun dimusnahkan”.

Kita juga sering mendengar sebuah istilah “Transfer Energi”. Orang awam umumnya akan bingung dengan pernyataan yang ada tersebut. Energi memang tidak dapat diciptakan maupun dimusnahkan karena energi hanya berpindah. Walaupun kita memag memerlukan makanan, namun makanan itu hanya akan kita olah pada tubuh. Tidak hilang dan hanya akan beralih wujud maupun fungsi.

Contoh lain adalah energi listrik pada baterai yang memang bisa habis jika digunakan. Pemakaian peralatan listrik juga merupakan proses pemindahan energi. Contoh lain adalah pergerakan jam dinding, dimana jam itu dapat bergerak karena telah mengubah energi listrik pada baterai. Atau mungkin setrika yang dapat mengubah energi listrik menjadi panas dan akhirnya bisa dipakai untuk melicinkan pakaian kita. Maka, jika sebuah benda tidak dapat mengubah atau memanfaatkan sebuah energi, maka benda tersebut tidak akan melakukan apapun.

Berbagai kemudahan dalam hidup saat ini adalah buah hasil dari penelitian yang dilakukan oleh para ilmuwan ataupun ahli fisika untuk mengungkapkan rahasia-rahasia dunia. Mereka juga menarik kesimpulan bahwa pemahaman mengenai energi pada mahluk hidup diperuntukan dalam kegiatan melakukan sesuatu usaha.

Makhluk hidup memperoleh energi mereka dari makanan. Makanan yang dikonsumsi ada berbagai macam kandungan zat-zat seperti karbohidrat, lemak, protein dan lain sebagainya. Zat dari makanan yang paling dikenal sebagai penghasil energi adalah karbohidrat. Biasanya karbohidrat akan lebih banyak dikonsumsi oleh manusia dibandingkan dengan zat lain. Ini dikarenakan manusia dituntut untuk memiliki energi yang cukup untuk melakukan berbagai macam pekerjaan dalam satu hari penuh. Karbohidrat dapat ditemui dari hasil bumi seperti nasi, kacang-kacangan, gandum dan lain sebagainya.

Bukan hanya manusia dan makhluk hidup yang memerlukan energi. Untuk dapat melangsungkan siklus kehidupan, manusia juga memanfaatkan ciptaan lain seperti mesin-mesin dan benda-benda yang dapat membantu kegiatan sehari-hari. Energi yang dibutuhkan untuk dapat digunakan dalam benda-benda ini adalah energi listrik, gerak dan lain sebagainya.

BACA JUGA: PENGERTIAN GRAVITASI, RUMUS PERSAMAAN, TETAPAN DAN MEDAN GRAVITASI

Rumus Fisika Energi dan Usaha

Dalam berbagai macam soal fisika, kita akan menemui berbagai macam rumus dan angka-angka yang harus dihitung. Begitu pula jika kita menemui soal mengenai energi maupun usaha. Bukan hanya rumus yang hanya dipelajari untuk mengerjakan soal ujian semata, rupanya rumus-rumus ini berperan penting dalam penciptaan temuan baru yang akan sangat bermanfaat bagi kehidupa.

Rumus Usaha

W = F.s atau W = F. s cos θ

Dimana:

W = Usaha (Joule atau Kg m/s)
F = Gaya (Newton)
s = Jarak perpindahan sebuah benda
θ = Sudut arah gaya dengan arah perpindahan

Rumus Energi Potensial

Ep = m. g. h

Dimana:

Ep = Energi potensial dari gravitasi (Joule)
m = Massa benda (Kg)
g = Percepatan gravitasi (N/kg) atau (m/s2)
h = Ketinggian sebuah benda (meter)

Rumus lain dari energi potensial adalah:

Ep = Em – Ek

Rumus Energi Mekanik

Em = Ep + Ek

Dimana:

Em = Energi Mekanik

Rumus Energi Kinetik

Ek = v.m

Dimana:

Ek = Energi kinetik
v = kecepatan (m/s)
m = massa benda (kg)

Rumus lain dari energi kinetik adalah:

Ek = Em – Ep

Rumus Hubungan Energi dan Usaha

W = ΔEp = m. g. (h2 – h1)

atau

W = ΔEk = Ep1 + Ek1 = Ep2 + Ek2

Dimana:

W = Usaha
Ep1 = Energi potensial awal
Ek1 = Energi kinetik awal
Ep2 = Energi potensial akhir
Ek2 = Energi kinetik akhir

Rumus Hubungan, Energi, Usaha dan Daya

P =ΔE / Δt

atau

P = W / Δt

atau

P = F. s / Δt

atau

P = F. v

Dimana:

P = Daya (Watt atau J/s)
ΔE = Perubahan energi (J)
Δt = Perubahan waktu (s)
W = Usaha (J)
F = Gaya (N)
s = Jarak (m)

Setelah kalian memahami apa yang dimaksud energi dan usaha, pelajari juga materi fisika lainnya seperti pengertian atom dan model teori atom, atau mungkin kalian merasa belum mampu menjelaskan apa definisi atau pengertian termodinamika, termasuk di dalamnya juga membahas prinsip, sistem, keadaan dan hukum termodinamika.