DASAR-DASAR ENERGI MEKANIK

            A.   Pengertian Energi Mekanik

Energi mekanik adalah jumlah energi dalam sistem mekanis, atau kelompok benda yang berinteraksi berdasarkan prinsip mekanik dasar. Energi mekanik termasuk energi kinetik atau energi gerak, dan energi potensial atau energi yang tersimpan karena posisi. Biasanya, dalam sistem mekanis, gravitasi adalah satu-satunya gaya luar utama yang perlu dipertimbangkan. Sebaliknya, dalam sistem kimia, gaya antara molekul individual dan atom semua harus diperhitungkan. Pengertian energi mekanik yaitu sekumpulan energi yang terdapat pada sistem mekanis. Dengan kata lain, tenaga mekanik merupakan kesatuan benda yang terdiri atas beberapa benda yang saling berinteraksi menggunakan sistem kerja mekanik.

Jenis energi ini masih termasuk dalam jenis energi kinetik namun mampu menghasilkan gerakan, serta termasuk dalam tenaga potensi karena mampu menghasilkan energi yang dikeluarkan dari fungsi dan posisi masing-masing benda. Secara umum, mekanis membutuhkan bantuan kerja dari sistem gravitasi, terlebih lagi pada sistem ilmu kimia yang terlahir dari kerja molekul-molekul yang harus diperhatikan.

Semua tenaga mekanik ada di dalam sistem energi potensial dan kinetik, seperti pada gambaran benda yang bergerak. Setiap benda yang bergerak entah karena dorongan atau karena gravitasi tentu akan menghasilkan energi atau tenaga kinetik. Sedangkan pada energi potensial, kita bisa mengambil gambaran dari energi yang dikeluarkan bukan karena hasil tenaga sendiri

Namun energi potensial akan menghasilkan tenaga berdasarkan sistem yang membantu menghasilkan energi. Misalnya jika kita menempatkan sebuah bola di tanah, benda bulat tersebut sebenarnya memiliki tenaga potensial. Namun bola tidak bisa bergerak apabila tidak ditendang atau dipukul. Kurang lebih seperti itulah kita bisa mendapatkan gambaran umum dari energi mekanik dari sekumpulan energi kinetik maupun potensial.

Seperti yang diketahui, belajar fisika dimulai dengan mengetahui tentang prinsip-prinsip dasat sistem mekanik dan energi mereka. Hal ini berguna agar lebih mudah untuk memvisualisasikan dan mudah untuk menyederhanakan. Perhitungan dasar mengenai sistem ini dapat dibuat tanpa menggunakan kalkulus. Sebagian besar masalah fisika sederhana, sistem mekanik akan tetap tertutup dan faktor energi yang biasanya akan dihilangkan dari sistem, seperti hambatan udara dan gesekan akan diabaikan.

Energi mekanik adalah penjumlahan energi kinetik dan potensial dalam suatu benda yang digunakan untuk melakukan usaha. Dengan kata lain, itu adalah energi dalam suatu benda karena gerakan dan posisinya. Untuk contohnya generator yang dirancang secara khusus untuk menghasilkan listrik.

Berikut ini adalah contoh ilustrasi energi kinetik dan energi mekanik dari seorang anak dengan palu besi dan paku:

1)      Palu besi sendiri tidak memiliki energi kinetik, tetapi memiliki beberapa energi potensial (karena massanya).

2)      Untuk mendorong paku ke dalam sepotong kayu (usaha), dia harus mengangkat palu besi ke atas, (ini meningkatkan energi potensialnya karena posisi nya menjadi lebih tinggi).

3)  Dan memaksa untuk bergerak di bawah dengan kecepatan tinggi (sekarang memiliki energi kinetik) memukul paku.

Jumlah energi potensial dan kinetik yang dimiliki palu untuk menggerakan paku masuk ke dalam kayu adalah energi mekanik, yang mengakibatkan usaha akan dilakukan.

A.    Energi Mekanik Dalam Kehidupan Sehari-hari

Dalam kehidupan sehari-hari. Energi mekanik merupakan sejumlah energi secara mekanis berupa energi kinetik dan energi potensial. Energi mekanik bisa juga dikatakan sebagai energi dari sebuah benda akibat pergerakan yang dialaminya.

Gabungan energi kinetik dan potensial ini bisa menciptakan energi mekanik. Energi kinetik sendiri dihasilkan pada sebuah benda yang bergerak, sedangkan energi potensial sendiri terdapat pada letak atau posisi sebuah benda. Energi potensial merupakan energi yang tersimpan serta tak bisa melakukan usaha dengan sendirinya.

Ada berbagai macam contoh energi mekanik yang biasa kita jumpai dalam kehidupan sehari-hari. Energi potensial sendiri bisa dikonversi atau di ubah ke dalam bentuk energi yang lainnya, seperti energi kinetik. Jadi, energi mekanik sendiri bisa termasuk ke dalam energi potensial ataupun energi kinetik.

Salah satu contohnya, misalnya ketika sebuah benda dipegang pada ketinggian 3 meter tepat di atas tanah, maka ia tidak memiliki energi kinetik namun memiliki energi potensial. Karena benda tersebut tidak bergerak, sehingga dikatakanlah memiliki energi potensial namun tak memiliki energi kinetik. Seperti kita ketahui energi potensial termasuk energi yang tersimpan dalam sebuah benda yang tidak bergerak dan bergantung pada posisinya.

Benda yang dipegang tersebut memiliki energi potensial gravitasi, jika benda tersebut dijatuhkan maka akan berubah menjadi sebuah energi kinetik. Itu baru satu contoh energi mekanik yang biasa diterapkan dalam kehidupan sehari-hari. Masih ada contoh penerapan energi mekanik lainnya yang bisa kita pelajar seperti berikut:

1.       Permainan Bilyar

Contoh yang pertama adalah pada permainan bilyar, pada permainan bilyar ini misalnya bola A akan menumbuk salah satu bola bilyar yang posisinya sedang berdiam. Dari situlah ada permainan antara energi potensial yang diubah ke dalam bentuk energi kinetik.

Pada saat bola bilyar yang lainnya sedang terdiam maka ia sudah memiliki energi potensial namun belum memiliki energi kinetik, ketika ditumbuk oleh bola A yang sebelumnya memiliki energi kinetik maka bola yang ditumbuk tersebut akan memiliki energi kinetik. Permainan bilyar ini merupakan salah satu contoh penerapan dari hukum kekekalan energi mekanik. Contoh dari energi mekanik lainnya juga berlaku pada permainan bola karambol.

      2.      Permainan Ayunan

Contoh energi mekanik berikutnya adalah pada permainan ayunan. Awalnya sebuah usaha dari luar akan diberikan pada sebuah sistem yang membawa ayunan berasal dari sebuah titik terendah A ke titik tertinggi B dan C. Sistem mempunyai sebuah energi potensial yang maksimum dengan nol energi kinetik ketika berada di titik B dan C. Akan tetapi, setelah sistem berayun maka energi potensial pada titik tersebut akan semakin berkurang karena terjadinya perubahan sebagian energi dari potensial menjadi kinetik berdasarkan hukum dari kekekalan energi mekanik.

Nah, ketika ayunan sudah mencapai titik A maka energi potensial dari bandul tersebut adalah nol. Sebab semua jumlah energi potensial sendiri sudah diubah menjadi sebuah energi kinetik. Sementara perjalanan dari titik A ke C sendiri membuat energi kinetik semakin kecil, sebab energi kinetik yang terdapat pada sistem ayunan titik ini diubah sebagian menjadi sebuah energi potensial. Ketika ayunan terus berlangsung, maka semakin lama kecepatan ayunan akan semakin mengecil sehingga bandul tak dapat mencapai titik B, akhirnya bandul terhenti.

Selain contoh-contoh penerapan hukum mekanika di atas, ada beberapa contoh energi mekanika berikutnya adalah seperti buah jatuh dari pohonnya secara bebas dan lompat galah.