Selama dua semester ini, Anda telah mempelajari berbagai jenis gerak. Diawali dengan gerak lurus (termasuk gerak jatuh dan gerak vertical), gerak parabola, gerak melingkar, dan gerak getaran. Pemahaman gerak itu berkaitan dengan kecepatan, jarak dan perpindahan, percepatan, serta hubungannya dengan penyebab gerak yaitu gaya atau resultan gaya. Bagaimana gerak itu bisa terjadi? Dan apa yang dimiliki benda ketika bergerak? Dapatkan kita mengambil manfaat dan dijadikan sebagai sumber daya untuk digunakan dalam kehidupan?

Salah satu konsep mengapa benda bisa bergerak adalah karena ada energi yang bisa menghasilkannya. Demikian juga dari gerak kita dapat memanfatkan atau dijadikan sebagai sumber daya dalam bentuk energi. Dari gerak itulah kita dapat memanfaatkan energi kinetik, energi potensial, dan energi mekanik. Bukankah Anda meyakini ada pembangkit listrik tenaga angin? Itulah gerak angin yang menyimpan energi kinetik dan/atau energi mekanik.

Dalam pembahasan fisika, energi secara umum didefinisikan sebagai kemampuan melakukan usaha. Energi yang berkaitan dengan gerak adalah energi kinetik, energi potensial, dan energi mekanik.

Energi Kinetik

Energi kinetik adalah energi yang dimiliki benda bergerak, yang ditandai dengan adanya kecepatan. Makin besar kecepatannya, energi kinetik akan semakin besar. Karena itu energi kinetik dapat Anda temukan pada gerak lurus, gerak parabola, gerak melingkar, dan gerak getaran.

Perhatikan gerak jatuh kelapa dari pohonnya! Manakah yang energi kinetiknya lebih besar, saat mencapai kedudukan A atau B? Betul, di B energi kinetiknya lebih besar karena ketika jatuh kecepatannya terus bertambah. Oleh karena itu energi kinetik kelapa akan lebih besar ketika mencapai titik B dibanding titik A.

Rumusan energi kinetic adalah sebagai berikut.

E_k=\frac{1}{2} \,.\,v^2

E_k = energi kinetik, dalam Joule

m = massa benda, dalam kg

v = kecepatan, dalam m/s

Sekarang mari kita hitung energi kinetik kelapa saat mencapai titik A dan B, bila massa kelapa 0,6 kg, tinggi h = 9,6 m, tinggi di A = 6,4 m, dan tinggi di B = 5,55 m.

Gambar 1.1 Ilustrasi Kelapa Jatuh

Bisakah Anda menghitung energi kinetik benda yang bergerak parabola, atau bergerak melingkar? Tentu bisa, asal anda memiliki data kecepatan. Pada setiap gerak yang terjadi harus digunakan kecepatan yang sesuai dengan gerak tersebut. Kecepatan gerak lurus, gerak parabola, gerak melingkar, atau gerak getaran memiliki karakteristik dan formula yang berbeda.

Energi Potensial

Energi potensial adalah energi benda karena kedudukannya. Ada dua energi potensial yang berkaitan dengan gerak yang sudah Anda pelajari, yaitu energi potensial gravitasi, dan energi potensial pegas.

Amati kembali ke gambar 1.1 (Ilustrasi kelapa jatuh)! Kedudukan A lebih tinggi dari B, maka energi potensial di titik A lebih besar dibanding di titik B.

Rumusan energi potensial gravitasi dibedakan dalam dua keadaan, yaitu:

Di permukaan bumi:

E_p=m\,.\,g\,.\,h

Di tempat jauh dari permukaan bumi atau planet:

E_p=-G \frac{M\,.\,m}{r}

Perhatikan juga ilustrasi gambar 1.2. Pada posisi 2 energi potensialnya lebih besar dari posisi 2 karena kedudukannya lebih jauh dari keadaan awal (seimbang)

Gambar 1.2 Ilustrasi Energi Potensial Pegas

Energi potensial pegas bergantung pada kekuatan pegas dan simpangan atau kedudukan dari titik keseimbangan. Rumusan energi potensial pegas adalah sebagai berikut.

E_p= \frac{1}{2} k\,.y^2