Kekekalan Energi Sistem yang Melakukan Usaha ǀ Cara Pemindahan Energi, Energi Internal saat Sistem Bergesekan, & Energi Sistem

Kita telah belajar sedikit terkait hukum kekekalan energi, baik energi total ataupun mekanik. Kekekalan energi sistem juga berlaku pada bab usaha, dimana usaha adalah perubahan energi kinetik. Adakalanya dia tetap berada pada sistem atau keluar ke lingkungan. Kita akan membahas ini pada variasi cara pemindahan energi sistem

Pembahasan ini akan menyinggung soal sistem, dimana sistem adalah objek yang menjadi titik fokus kita. Jika sistemnya adalah sandal maka kita fokus pada sandal dan cara kerjanya. Pemakainya adalah lingkungan (di luar sistem). Jika sistemnya adalah permukaan di bawah sandal maka sandal dan pemakainya adalah lingkungannya.

Baca sebelumnya : Usaha adalah Perubahan Energi Kinetik ǀ Contoh Kasus, Penurunan Persamaan, & Teorema Energi Kinetik-Usaha

SISTEM DAN KEKEKALAN ENERGI

Saat buku diletakkan di atas meja, kita mendorong buku tersebut hingga berpindah posisi. Gerak meja melambat karena gaya gesek permukaan meja. Bayangkan permukaan meja adalah sistemnya (fokus pada permukaan). Seolah-olah kita sedang menggosok permukaan dengan buku.

Gaya gosok ke kanan kita berikan pada permukaan dan titik kerja gaya gosok juga ke kanan. Jika gaya dan perpindahan titik kerja gaya searah maka usahanya akan bernilai positif. Tetapi sistem tidak ikut berpindah alias permukaan meja yang digosok tetap ditempat.

Ingat! Tidak selamanya usaha dilakukan pada sistem (perpindahan energi) akan menghasilkan peningkatan energi kinetik. Hal ini bukan penyimpangan teorema energi kinetik-usaha. Usaha dilakukan pada permukaan menghasilkan peningkatan energi internal sistem.

Permukaan akan menjadi lebih hangat (suhunya meningkat) karena digosok dengan buku. Kita telah mengetahui dua cara penyimpanan energi, yaitu energi kinetik dan energi internal. Selanjutnya, kita akan membahas energi potensial pada bab berikutnya.

METODE PEMINDAHAN ENERGI

Kita telah mempelajari cara (metode) memindahkan energi ke dalam sistem dengan melakukan usaha. Berikut beberapa cara (metode) lain untuk memindahkan energi ke sistem.

Gelombang mekanik, cara memindahkan energi melewati medium yang diberi gangguan. Contohnya gelombang bunyi, gelombang air, gelombang gempa.
Kalor, cara memindahkan energi akibat perbedaan suhu dari dua sistem (energi mengalir). Contohnya konduksi logam, konveksi aliran udara, radiasi.
Transfer massa, cara memindahkan energi ke sistem dengan membawa massa secara fisik melintasi batas sistem. Contohnya konveksi aliran udara hangat, pengisian bahan bakar mesin.
Transmisi listrik, cara memindahkan energi ke sistem melalui arus listrik. Contohnya kipas angin, setrika, pencukur listrik.
Radiasi elektromagnetik, cara memindahkan energi melalui gelombang elektromagnetik. Contohnya microwave, gelombang radio, sinar matahari.

Dari beberapa mekanisme perpindahan energi melewati batas sistem di atas, kita mengetahui bahwa energi itu kekal, kita tidak dapat memusnahkan energi atau menciptakannya, kita hanya bisa merubahnya ke bentuk lain.

Usaha dilakukan pada buku sehingga peningkatan energi kinetik terjadi. Usaha dilakukan buku pada permukaan sehingga permukaan jadi hangat atau peningkatan energi internal permukaan. Energi berubah dengan beberapa cara dan berbagai bentuk output.

Saat kita memindahkan energi ke sistem, energi pada sistem akan berubah (bertambah). Kemudian, energi tersebut berubah menjadi energi internal, energi kinetik, atau energi potensial. Kita dapat menuliskan bahwa perubahan energi pada sistem ini = jumlah energi yang dipindahkan pada sistem.

Gambar 1.1. Energi Sistem & Persamaan Usaha dengan Beberapa Pendekatan
- klik gambar untuk melihat lebih baik -

Ingat! usaha adalah energi, energi kinetik akhir - energi kinetik awal

Baca selanjutnya : Usaha Sistem yang Bergesekan ǀ Energi Kinetik, Energi Internal, Energi Total, & Persamaannya

Kekekalan energi sistem yang melakukan usaha terjadi, walaupun energi dipindahkan dengan cara yang bervairasi seperti berubah menjadi energi internal (panas), bunyi, dsb.