Pengertian energi dalam fisika dan contohnya

Kami menjelaskan apa itu energi dalam fisika, apa itu energi potensial dan kinetik. Juga, bagaimana gaya bekerja dan apa usaha itu.

Pengertian

Dalam fisika, energi adalah kemampuan suatu sistem atau fenomena untuk melakukan usaha tertentu. Kata energi berasal dari bahasa Yunani energos yang berarti “gaya aksi” atau “gaya kerja”. Ini adalah konsep yang banyak digunakan dalam sains ini dan dalam ilmu lainnya secara umum, dengan arti dan makna yang berbeda.

Kemampuan untuk melakukan usaha ini adalah kunci dalam minat fisika dalam energi, karena disiplin ini mempelajari sistem alam sebagai tindakan dan reaksi di mana materi saling terkait dan energi ditransfer dari satu sistem ke sistem lainnya, dari satu cara ke cara lain.

Faktanya, energi diatur menurut Hukum Kedua Termodinamika (dalam Mekanika klasik, yaitu Newtonian), yang menetapkan bahwa jumlah energi di alam semesta selalu stabil, permanen dan tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan, hanya dapat berubah.

Sebaliknya, dalam mekanika relativistik, yang diatur oleh Teori Relativitas Albert Einstein, energi dan massa memiliki hubungan yang lebih erat yang mendefinisikan persamaan terkenal E = m.c², yaitu, energi sama dengan massa dikalikan kecepatan cahaya kuadrat. Jadi, semua benda, hanya karena terdiri dari materi, memiliki sejumlah energi yang diberikan oleh persamaan Einstein.

Sebaliknya, energi (E) dan usaha (W) adalah setara, sehingga keduanya diukur dalam jenis satuan yang sama: Joule atau Joule (J), yaitu, Newton per meter (N / m).

Energi potensial

Energi potensial dikaitkan dengan benda atau sistem fisik yang ditentukan berdasarkan posisi atau ketinggiannya, yaitu, berdasarkan medan gaya di mana ia dibenamkan. Jenis energi ini dapat diklasifikasikan menjadi:

• Energi potensial gravitasi. Ini adalah energi yang dimiliki benda masif ketika dibenamkan dalam medan gravitasi. Medan gravitasi tercipta di sekitar objek dengan massa yang sangat besar (seperti massa planet dan matahari). Misalnya, mobil roller coaster memiliki energi potensial maksimum pada posisi tertingginya karena terbenam dalam medan gravitasi bumi. Setelah mobil dijatuhkan, ketinggiannya akan berkurang dan energi potensial diubah menjadi energi kinetik.
• Energi potensial elektrostatis. Dalam istilah kelistrikan, konsep energi potensial juga berlaku, yang dapat diubah menjadi bentuk energi lain, seperti kinetik, termal atau cahaya, mengingat keserbagunaan elektromagnetisme yang sangat besar. Dalam hal ini energi dihasilkan dari medan gaya listrik yang dihasilkan oleh partikel bermuatan.
• Energi potensial elastis. Energi potensial elastis berkaitan dengan sifat elastisitas materi, yang merupakan kecenderungan untuk mendapatkan kembali bentuk aslinya setelah mengalami gaya deformasi yang lebih besar daripada hambatannya. Contoh yang jelas dari energi elastis adalah pegas yang meregang atau berkontraksi akibat gaya eksternal dan kembali ke posisi semula setelah gaya tersebut tidak lagi diterapkan. Contoh lainnya adalah sistem busur dan anak panah. Yang terakhir, energi potensial elastis mencapai nilai maksimumnya saat busur dikencangkan dengan menarik serat elastis, sedikit menekuk kayu, tetapi dengan kecepatan nol. Detik berikutnya energi potensial menjadi kinetik dan panah dilemparkan ke depan dengan kecepatan penuh.

Energi kinetik

Energi kinetik adalah energi gerak, dan sering disebut dengan tanda K, T, atau Ek, karena sangat penting dalam berbagai bidang fisika. Sebuah benda yang bergerak dengan kecepatan tertentu akan memiliki energi kinetik yang terkait.

Energi kinetik adalah kunci dalam konsep suhu, pada kenyataannya, suhu adalah energi kinetik dari partikel yang menyusun salah satu zat atau benda.

Rumus tradisional untuk menghitung energi kinetik benda yang bergerak dengan kecepatan (v) adalah sebagai berikut: Ec = ½.m.v²

Gaya

Dalam fisika, gaya adalah besaran vektor (diberkahi dengan arah dan indra) yang mampu mengubah jumlah gerakan atau bentuk benda atau bahan tertentu. Itu tidak setara dengan usaha atau energi.

Gaya diukur dalam Sistem Internasional dengan Newton (N). Satu Newton didefinisikan sebagai jumlah gaya yang dibutuhkan untuk mempercepat benda bermassa 1 kg sebesar 1 m / s².

Usaha

Dalam fisika Newtonian (klasik), usaha suatu gaya didefinisikan sebagai hasil kali gaya dan jarak yang digunakan gaya tersebut.

Usaha ini akan sama dengan jumlah energi yang dibutuhkan untuk menggerakkannya dengan cepat.

Usaha diwakili oleh simbol W (dari bahasa Inggris work), itu adalah besaran skalar (tanpa arah) dan dinyatakan dalam satuan yang sama dengan energi (joule).