MATERI IPA KELAS 7 BAB VII ENERGI DALAM KEHIDUPAN (PART 1)

Selamat pagi siswa siswi Spensaka yang soleh dan solehah. Untuk pertemuan hari ini , Jumat, 13 November 2020 kita membahas BAB VII yaitu Energi Dalam Kehidupan (Part 1) Pertemuan sebelumnya sdh kita mengerjakan Ulangan Harian BAB VI . Kali ini kita akan belajar bagian pertama . Simak baik-baik materinya untuk bekal menyelesaikan soal soal pada pertemuan berikutnya. Tetap semangat belajar dari rumah ..

PETA KONSEP

A. Konsep Energi

Manusia membutuhkan energi untuk bekerja, bergerak, bernapas, dan mengerjakan banyak hal lainnya. Energi menyebabkan mobil, motor, pesawat, dan kereta api dapat berjalan. Energi menyalakan peralatan listrik di rumah kita. Energi ada di mana-mana. Bahkan tumbuhan dan hewan membutuhkan energi untuk tumbuh dan berkembang. Dengan demikian, untuk melakukan usaha diperlukan energi.

Dengan kata lain, energi adalah kemampuan untuk mengatur ulang suatu kumpulan materi. Misalnya, kita menggunakan energi untuk membalik halaman sebuah buku. Energi terdapat dalam berbagai bentuk dan kerja kehidupan tergantung pada kemampuan organisme mengubah energi dari suatu bentuk ke bentuk lainnya.

Energi adalah kemampuan untuk melakukan usaha (kerja) atau melakukan suatu perubahan.

Satuan energi dalam Sistem Internasional (SI) adalah joule (J). Satuan energi dalam sistem yang lain adalah kalori, erg, dan kWh (kilo watt hours).

Kesetaraan joule dengan kalor adalah sebagai berikut:

1 kalori = 4,2 joule

atau

1 joule = 0,24 kalori

B. Bentuk-bentuk Energi

Energi yang paling besar adalah energi matahari. Tuhan telah menciptakan Matahari khusus untuk kesejahteraan umat manusia. Jarak Matahari ke Bumi yang telah diatur pada jarak 149.600 juta kilometer memungkinkan energi panas yang diterima manusia di Bumi tidak membahayakan.

Energi panas dari sinar matahari sangat bermanfaat bagi Bumi dan dapat menghasilkan energi-energi yang lain di muka Bumi ini. Caranya adalah dengan mengubah energi matahari menjadi energi yang lain, seperti energi mekanik (energi potensial dan energi kinetik), energi kimia, energi listrik, energi panas, dll.

1. Energi Potensial

Suatu benda dapat menyimpan energi karena kedudukan atau posisi benda tersebut. Contohnya, suatu beban yang diangkat setinggi h akan memiliki energi potensial, sementara busur panah yang berada pada posisi normal (saat busur itu tidak diregangkan) tidak memiliki energi potensial.

Dengan demikian, energi potensial adalah energi yang tersimpan dalam suatu benda akibat kedudukan atau posisi benda tersebut dan suatu saat dapat dimunculkan.

Energi potensial terbagi atas dua, yaitu energi potensial gravitasi dan energi potensial elastis.

Energi potensial gravitasi ini timbul akibat tarikan gaya gravitasi bumi yang bekerja pada benda. Jika massa beban diperbesar, energi potensial gravitasinya juga akan membesar

Demikian juga, apabila ketinggian benda dari tanah diperbesar, energi potensial gravitasi beban tersebut akan semakin besar. Hubungan ini dinyatakan dengan persamaan:

Ep=m×g×h

dengan: Ep = energi potensial (Joule),

m = massa benda (kg),

g = percepatan gravitasi bumi (m/s2), dan

h = ketinggian benda (m)

Bentuk energi potensial yang kedua adalah energi potensial elastis. Energi potensial elastis adalah energi yang tersimpan di dalam benda elastis karena adanya gaya tekan dan gaya regang yang bekerja pada benda. Besarnya energi potensial elastis bergantung pada besarnya gaya tekan atau gaya regang yang diberikan pada benda tersebut.

Contoh soal

Sebuah buku bermassa 0,5 kg berada di atas rak lemari pada ketinggian 2 m. Jika percepatan gravitasi 10 m/s², berapakah energi potensial yang dimiliki buku pada ketinggian tersebut?

Penyelesaian:

Diketahui: m = 0,5 kg

h = 2 m

g = 10 m/s²

Ditanyakan: Ep

Ep=m.g.h

Ep=0,5 kg.2 m.10 m/s^2

Ep=10 joule

Energi Kinetik

Energi kinetik adalah energi yang dimiliki suatu benda yang sedang bergerak. Secara khusus, energi kinetik adalah energi yang dimiliki suatu benda bermassa m yang sedang bergerak dengan kelajuan v.

Misalkan: Seekor gajah yang sedang berlari mempunyai energi kinetik lebih besar daripada seorang atlet yang sedang berlari (dengan kelajuan yang sama), karena gajah mempunyai massa yang lebih besar. Atau mobil balap yang sedang bergerak mempunyai energi kinetik lebih besar daripada mobil pada umumnya (dengan massa yang sama pula), karena mobil balap mempunyai kelajuan yang lebih besar.

Dapat diambil kesimpulan bahwa faktor yang memengaruhi energi kinetik adalah massa dan kelajuan suatu benda. Rumus umum dari energi kinetik adalah:

Ek=1/2×m×v^2

Dengan Ek = energi kinetik (joule)

m = massa benda (kg)

v = kecepatan/kelajuan benda (m/s)

Contoh soal

Sebuah kelereng yang massanya 10 g mula-mula diam, kemudian bergerak dengan kecepatan 5 m/s.

Berapakah energi kinetik yang dimiliki kelereng yang sedang bergerak?

Penyelesaian:

Diketahui: m = 10 g = 0,01 kg

v = 5 m/s

Ditanyakan: Ek

Ek=1⁄2 m.v^2

Ek=1⁄2 (0,01 kg).(5 m⁄s)²

Ek=0,125 joule

Energi Kimia

Energi kimia adalah energi yang tersimpan dalam persenyawaan kimia. Makanan banyak mengandung energi kimia yang sangat bermanfaat bagi tubuh manusia. Energi kimia pun terkandung dalam bahan minyak bumi yang sangat bermanfaat untuk bahan bakar. Baik energi kimia dalam makanan maupun energi kimia dalam minyak bumi berasal dari energi matahari.

Energi cahaya matahari sangat diperlukan untuk proses fotosintesis pada tumbuhan sehingga mengandung energi kimia. Tumbuhan dimakan oleh manusia dan hewan sehingga mereka akan memiliki energi tersebut. Tumbuhan dan hewan yang mati milyaran tahun yang lalu menghasilkan minyak bumi. Energi kimia dalam minyak bumi sangat bermanfaat untuk menggerakkan kendaraan, alat-alat pabrik, ataupun kegiatan memasak.

4. Energi Listrik

Energi listrik merupakan salah satu bentuk energi yang paling banyak digunakan. Energi ini dipindahkan dalam bentuk aliran muatan listrik melalui kawat logam konduktor yang disebut arus listrik. Energi listrik dapat diubah menjadi bentuk energi yang lain seperti energi gerak, energi cahaya, energi panas, atau energi bunyi.

gb mesin cuci dll

Sebaliknya, energi listrik dapat berupa hasil perubahan energi yang lain, misalnya dari energi matahari, energi gerak, energi potensial air, energi kimia gas alam, dan energi uap.

5. Energi Panas

Sumber energi panas yang sangat besar berasal dari Matahari. Sinar matahari dengan panasnya yang tepat dapat membantu manusia dan makhluk hidup lainnya untuk hidup dan berkembang biak. Energi panas pun merupakan hasil perubahan energi yang lain, seperti dari energi listrik, energi gerak, dan energi kimia.

Energi panas dimanfaatkan untuk membantu manusia melakukan usaha seperti menyetrika pakaian, memasak, dan mendidihkan air.

Hukum Kekekalan Energi

Energi tidak dapat dimusnahkan atau diciptakan, tetapi energi dapat diubah dari suatu bentuk ke bentuk lain. Pernyataan ini dikenal dengan Hukum Kekekalan Energi.

Energi tidak hilang atau habis, namun mengalami perubahan menjadi bentuk energi lain. Energi juga tidak dapat dimunculkan tanpa menimbulkan perubahan bentuk energi lainnya.

Ketika batu kamu jatuhkan dari suatu ketinggian, terjadi perubahan energi yaitu energi potensial menjadi energi kinetik. Pada akhirnya, energi kinetik ini pun akan berubah menjadi bentuk lain ketika batu sampai di lantai.

gb energi potensial

Energi Mekanik

Energi mekanik merupakan penjumlahan dari energi potensial dan energi kinetik. Secara matematis persamaan energi mekanik dapat dituliskan sebagai berikut:

Em=Ep+Ek

Em=(m×g×h)+(1⁄2×m×v^2)

Kedudukan 1:

Em = Ep = m × g × h

Kedudukan 2:

Em=Ep+Ek

Em=(m×g×h)+(1⁄2×m×v^2)

Kedudukan 3:

Em = Ek = 1⁄2×m×v^2

Apabila benda selama bergerak naik dan turun hanya dipengaruhi oleh gaya gravitasi, besar energi mekanik selalu tetap. Dengan kata lain, jumlah energi potensial dan energi kinetik selalu tetap.

Pernyataan itu disebut Hukum Kekekalan Energi Mekanik.

E_M1=E_M2

E_P1+E_K1=E_P2+E_K2

m.g.h_1+1⁄2.m.v_1^2=m.g.h_2+1⁄2.m.v_2^2

Pada kedudukan 3, Ketika benda menyentuh tanah/lantai, berlaku:

E_M1=E_M3 E_P1=E_K3

Sehingga berlaku:

E_M3=E_P1=m.g.h

Contoh soal

Sebuah batu bermassa 5 kg jatuh bebas dari atap sebuah gedung yang tingginya 20 m dengan kecepatan awal sama dengan nol.

Hitunglah besar Energi mekanik (EM) batu ketika menyentuh tanah! (percepatan gravitasi g = 10 m/s2)

Penyelesaian

Diketahui: m = 5 kg

h = 20 m

g = 10 m/s²

Ditanyakan: EM

Jawab:

E_M3=E_P1=m.g.h

= 5 kg x 10 m/s² x 20 m

= 1000 J

Sumber Energi

Sumber energi adalah segala sesuatu yang menghasilkan energi. Panas matahari yang digunakan untuk memanaskan air adalah sumber energi. Begitu juga spiritus yang digunakan sebagai bahan bakar adalah sumber energi. Listrik dan arang yang dibakar untuk memanaskan setrika merupakan sumber energi juga. Energi memegang peranan yang sangat penting bagi kehidupan manusia. Semua aktivitas kehidupan manusia memerlukan energi.

1. Sumber Energi Tak Terbarukan

Energi tak terbarukan adalah energi yang diperoleh dari sumber daya alam yang waktu pembentukannya sampai jutaan tahun. Dikatakan tak terbarukan karena, apabila sejumlah sumbernya dieksploitasikan, maka untuk mengganti sumber sejenis dengan jumlah sama, mungkin atau belum pasti akan terjadi jutaan tahun yang akan datang.

Sumber dari energi tak terbarukan yang sangat dikenal, yaitu minyak bumi, batu bara, energi nuklir, dll.

2. Sumber Energi Terbarukan

Energi terbarukan merupakan energi yang berasal dari "proses alam yang berkelanjutan“. Energi terbarukan merupakan energi berkelanjutan, karena senantiasa tersedia di alam dalam waktu yang relatif sangat panjang sehingga tidak perlu khawatir atau antisipasi akan kehabisan sumbernya.

Sumber energi terbarukan diantaranya tenaga surya (cahaya matahari), tenaga angin, arus air proses biologi, dan panas bumi

Demikian materi Energi Dalam Kehidupan (Part 1) , simpan baik-baik linknya yaa,. Untuk pertemuan yang akan datang masih di BAB VII ,melanjutkan ke materi Energi Dalam Kehidupan (Part 2). Pelajari dengan seksama materi tersebut untuk persiapan ulangan harian pada akhir BAB , dan bisa dilihat di GC atau buka link yang sudah d share di WA kelas.

Selamat belajar semoga kalian sukses