Fisika Banget!! Sekilas tentang: Pendahuluan Energi

Sistem adalah sekumpulan partikel. gaya eksternal adalah setiap gaya yang diberikan oleh partikel tidak dalam sistem pada partikel yang berada dalam sistem tersebut, dan gaya internal adalah gaya yang diberikan oleh partikel di sistem pada partikel lain di sistem. Banyak cara untuk mengubah energi total sistem dapat dibagi menjadi dua kategori, usaha dan panas. Jumlah energi dapat berubah jika eksternal gaya melakukan kerja pada sistem atau jika energi yang ditransfer karena suhu perbedaan antara sistem dan sekitarnya. (Energi ditransfer karena dengan perbedaan suhu disebut panas). Karena kita tidak menganalisis sistem. dimana panas memainkan peran penting, di sini kita akan mempertimbangkan perubahan energi dari sistem yang akan sama dengan kerja total yang dilakukan di atasnya oleh faktor eksternal. Kami mendefinisikan energi potensial dari sebuah sistem adalah perubahan potensi energi dari sistem sama dengan nilai negatif dari kerja total yang dilakukan oleh semua gaya internal konservatif. Jika tidak ada gaya eksternal usaha pada sistem, dan jika gaya internalkonservatif adalah satu-satunya gaya internal yang usaha, maka gaya yang dilakukan sama dengan perubahan sistem energi kinetik.

Karena perubahan energi potensial sistem sama dengan nilai negatif dari perubahan energi kinetik, jumlah dari energi potensial dan kinetik tidak berubah. Hal ini dikenal sebagai energi mekanik konservasi . Ini mengikuti hukum Newton dan merupakan
alternatif kepada mereka untuk memecahkan banyak masalah dalam mekanika. Manfaat energi mekanik konservasi  dibatasi oleh kehadiran gaya nonkonservatif seperti gesekan. Ketika gesekan kinetik hadir dalam sistem, sistem energi mekanik tidak tetap sama tetapi menurun. Karena energi mekanik sering tidak kekal, pentingnya konservasi energi tidak terealisasi sampai abad kesembilan belas, ketika  hilangnya energi mekanik selalu disertai makroskopik dengan munculnya beberapa jenis energi lainnya, sering energi panas, yang biasanya ditandai dengan peningkatan suhu atau perubahan pada fase (seperti mencairnya es). Kita sekarang tahu bahwa, pada skala mikroskopis, termal energi dikaitkan dengan energi kinetik dan potensial pada tingkat molekul .

Ada beberapa bentuk energi yang berbeda, seperti energi kimia, suara energi, energi elektromagnetik, dan energi nuklir. Setiap kali system energy berubah, kita dapat menjelaskan perubahan dengan munculnya atau hilangnya energi di tempat lain. Pengamatan eksperimental ini adalah hukum konservasi energi, salah satu hukum yang paling mendasar dan penting dalam semua ilmu pengetahuan. Meskipun perubahan energi dari satu bentuk ke bentuk lainnya, tidak pernah dapat diciptakan atau dihancurkan.

Dalam dunia makroskopik, gaya nonkonservatif disipatif, seperti gesekan kinetik, selalu hadir sampai batasan tertentu. gaya tersebut cenderung mengurangi system energy mekanik. Namun, setiap penurunan tersebut dalam energi mekanik akan disertai dengan peningkatan pada energi panas. (Pertimbangkan bagaimana ban mobil terasa hangat setelah perjalanan panjang.) Tipe lain dari nonkonservatif gaya adalah deformasi objek. Bila Anda membengkokkan logam gantungan baju bolak-balik, pekerjaan yang Anda lakukan tidak muncul sebagai energi mekanik. Sebaliknya gantungan baju menjadi hangat. Kerja yang dilakukan pada deformasi gantungan didisipasikan sebagai energi termal. Demikian pula, ketika bola jatuh di tanah, menjadi hangat karena deformasi. Energi kinetik yang hilang muncul sebagai energi termal. Untuk sistem rotasi bumi, energi total adalah jumlah dari energi panas dan energi mekanik. Maka sistem energi total adalah kekal.

Cheers,

Ge-Ad