Setiap hal yang kamu lakukan memerlukan tenaga atau energi. Berolahraga, mengkonsumsi makanan, berjalan kaki, menaiki kendaraan, semuanya memiliki keterlibatan terhadap tenaga. Bahkan, berbagai benda seperti baterai, smartphone atau laptop membutuhkan tenaga agar bisa berfungsi. Simak ulasan lengkapnya di sini!
Daftar ISI
Pengertian Energi
Energi atau bisa disebut juga dengan tenaga adalah suatu daya/kapasitas/kemampuan yang dibutuhkan untuk melaksanakan kerja (usaha). Dari pengertian ini, tenaga merujuk pada kemampuan suatu objek untuk berpindah atau mengubah tenaga itu sendiri.
Dalam fisika, tenaga merupakan suatu benda/objek yang bisa berpindah-pindah lewat interaksi fundamental. Sederhananya, tenaga merupakan kemampuan sebuah benda untuk melakukan usaha atau kerja. Kata “kerja” dari pengertian ini merupakan sebuah gaya yang diterapkan pada sebuah objek dan jarak yang dicapai oleh objek tersebut.
Jadi, objek atau benda tersebut bisa dikatakan memiliki tenaga, jika dapat menghasilkan gaya. Selain itu, tenaga bisa diwakili oleh berbagai simbol, tergantung pada jenis atau macam yang diukur. Misalnya, E untuk kinetik dan U untuk potensial.
Lebih lanjut lagi, tenaga adalah besaran yang kekal. Maksudnya, tenaga ini tidak bisa dibuat dan dimusnahkan. Namun, tenaga ini bisa diubah dari satu bentuk ke bentuk lain, sesuai dengan Hukum Kekekalan Energi.
Tenaga sendiri memiliki berbagai bentuk dan semuanya berhubungan dengan gerak. Selain itu, tenaga merupakan suatu konsep yang sangat penting dalam ilmu fisika dan bisa diterapkan di berbagai bidang, seperti industri, lingkungan, dan teknologi modern. Sehingga, dapat membantu manusia dalam menjalani hidup.
Macam-Macam Energi
Adapun macam-macam tenaga adalah sebagai berikut:
1. Energi Kinetik
Tenaga ini merupakan suatu daya yang dimiliki oleh suatu benda, karena adanya gerakan dari suatu massa. Jadi, tenaga ini bisa disebut juga dengan tenaga gerak. Istilah Kinetik sendiri berasal dari kata/bahasa Yunani, yakni “kinetikos”, yang berarti bergerak.
Setiap benda yang bergerak dengan kecepatan tertentu pasti memiliki daya atau tenaga kinetik. Namun, benda yang hanya diam atau tidak bergerak tidak akan memilikinya. Dari tenaga kinetik dari sebuah benda tersebut, maka akan menghasilkan tenaga lain, seperti menjadi sebuah aliran listrik yang bisa dimanfaatkan oleh manusia.
Beberapa contoh dari tenaga kinetik, antara lain mobil yang melaju di jalanan bebas hambatan (kinetik translasi) dan putaran bumi yang mengelilingi matahari (kinetik rotasi). Tenaga ini juga bisa dihasilkan ketika kamu berjalan kaki atau berlari.
2. Energi Potensial
Tenaga potensial adalah daya yang dimiliki suatu benda yang didapatkan dari pengaruh tempat, posisi, atau kedudukan benda tersebut. Dalam Sistem Internasional (SI), satuan dari tenaga potensial adalah Joule. Tenaga ini bisa disebut juga tenaga diam. Sebab, benda yang berada pada kondisi diam, telah memiliki tenaga.
Jadi, jika benda yang diam tersebut bergerak dan mengalami perubahaan, maka telah terjadi perubahan tenaga potensial menjadi tenaga kinetik. Terdapat 2 macam tenaga potensial. Pertama, potensial gravitasi, yakni tenaga yang ada pada suatu benda karena dipengaruhi oleh gravitasi bumi.
Contohnya, jatuhnya apel dari atas pohon ke kepala sir Isaac Newton. Kedua, potensial pegas, yakni tenaga yang dimiliki oleh benda-benda elastis. Salah satu contohnya adalah mekanisme busur panah. Panah yang dilepaskan dari tali busur akan berubah menjadi tenaga kinetik.
3. Energi Listrik
Tenaga listrik adalah daya yang mengalirkan arus listrik pada suatu benda. Tenaga ini merupakan daya utama yang dibutuhkan bagi peralatan listrik dan tidak bisa dipisahkan dari manusia pada zaman ini. Beberapa alat yang menggunakan tenaga listrik adalah ponsel atau laptop yang sedang kamu gunakan saat ini.
Tanpa tenaga listrik, alat-alat listrik atau elektronik tidak bisa digunakan. Sebab, alat-alat tersebut memiliki tegangan listrik yang diperlukan. Akibatnya, alat-alat tersebut tidak bisa berfungsi, beroperasi dengan optimal, bahkan menjadi rusak.
Tenaga listrik bisa dihasilkan dari beberapa sumber, seperti angin, air, panas bumi, minyak, batu bara, dan nuklir. Namun, setiap sumber tersebut harus dikelola menggunakan Pembangkit Listrik. Dengan pembangkit listrik, kamu bisa menghasilkan arus listrik yang besar. Dari situ, listrik akan disebarkan ke tempat seperti rumah-rumah.
4. Energi Panas
Tenaga panas adalah daya yang terbentuk dari panasnya suatu benda. Tenaga ini disebut juga dengan kalor. Sumber dari kalor sendiri adalah matahari, api, listrik, atau gesekan antara kedua benda. Contohnya bisa kamu rasakan ketika berada di bawah sinar matahari. Selain itu, tenaga ini juga terdapat di dalam kerak bumi.
Tenaga ini memiliki sifat yang beragam. Misalnya, tenaga panas dapat berpindah. Caranya adalah melalui aliran (konveksi), seperti minyak goreng yang dipanaskan. Selain itu, perpindahan secara konduksi, yakni melalui hantaran benda berat. Misalnya ketika kamu memegang sendok alumunium yang diletakkan pada air panas.
Lama kelamaan panas akan terasa sampai ujung pegangan sendok. Lebih lanjut, sifat tenaga panas dapat mengubah suhu, seperti memanaskan air dingin dengan kompor. Selain itu, tenaga panas dapat mengubah bentuk dan volume benda, seperti coklat batangan yang mencair/meleleh terkena api.
Tenaga panas sangat bermanfaat bagi kelangsungan manusia yang ada di planet bumi. Sebab, tenaga ini menjadi sebuah prioritas untuk manusia, karena membantu dalam melakukan aktivitas tertentu. Misalnya, tenaga panas matahari bermanfaat mengeringkan pakaian yang sedang dijemur.
5. Energi Angin
Tenaga angin merupakan daya yang berasal dari angin yang ada di bumi. Tenaga ini tercipta karena perbedaan tekanan udara di wilayah yang tinggi ke wilayah yang memiliki tekanan udara rendah. Selain itu, tenaga ini merupakan daya yang disediakan oleh alam yang bahkan telah ada sejak 3.500 SM.
Contoh penerapannya pada zaman dahulu adalah digunakan oleh orang-orang berlayar di laut. Pada zaman yang lebih modern, tenaga angin memiliki manfaat yang lebih luas dalam kehidupan manusia. Misalnya, dibuat kincir angin untuk menumbuk biji-bijian tanaman padi dan memompa air untuk mengairi sawah.
Seiring dengan berjalannya waktu, pada akhir abad ke-19, P. La Cour dari Denmark membuat kincir angin yang digunakan untuk menjadi pembangkit listrik. Bahkan, di beberapa tempat, tenaga ini membantu petani dalam penyerbukan tanaman dan menentukan musim tanam.
6. Energi Kimia
Tenaga kimia adalah daya yang diserap pada reaksi kimia ketika penguraian atau pembentukan senyawa. Lebih lanjut, tenaga kimia hanya bisa terjadi dalam penyimpanan tenaga saja. Beberapa penyimpanan tenaga yang ada di kehidupan sehari-hari adalah baterai, fotosintesis, dan bensin.
Media penyimpanan lainya terdapat pada makanan. Biasanya, tubuh memiliki tenaga kimia seperti karbohidrat, protein, dan lemak. Kemudian, zat gizi tersebut akan diolah dan diuraikan oleh tubuh menjadi gula, asam lemak, asam amino, dan gliserol. Dari hasil penguraian tersebut, tenaga dikemas dalam bentuk ATP.
ATP merupakan zat kimia yang berfungsi sebagai media penyimpanan tenaga kimia sebelum digunakan. Lebih lanjut, tenaga kimia bisa diubah menjadi tenaga listrik dan tenaga panas.
7. Energi Cahaya
Tenaga cahaya adalah daya yang dapat menghasilkan cahaya. Beberapa contoh dari tenaga cahaya, yakni lilin, lampu, api, dan senter. Namun, secara umum, tenaga ini tidak bisa kamu lihat bentuk dan wujudnya, tapi pengaruhnya bisa dirasakan oleh mata. Misalnya, dengan tenaga cahaya, sebuah tempat yang gelap bisa menjadi terang.
Bisa dibilang, tenaga ini cukup lemah, karena tidak dapat membuat benda bergerak. Hanya saja, ketika tenaga cahaya yang kuat mengenai suatu partikel kecil, maka partikel tersebut akan bergerak.
Salah satu sumber dari tenaga cahaya adalah matahari. Matahari juga merupakan sumber tenaga cahaya terbesar yang ada di Bumi. Tenaga ini bisa diubah menjadi listrik, misalnya pemanfaatan sel surya.
8. Energi Bunyi
Tenaga bunyi adalah daya yang berasal dari sumber bunyi atau suara. Tenaga ini bukan hanya karena dari alat musik yang dimainkan, tetapi juga berhubungan dengan berbagai hal yang terjadi karena adanya sumber bunyi. Biasanya, tenaga ini akan tercipta ketika ada tenaga gerak.
Bisa dibilang, bunyi tidak akan muncul dengan sendirinya, karena harus ada sumbernya. Sumber ini bisa dari setiap benda yang ada disekitar. Misalnya, lonceng yang harus digerakkan, agar bisa berbunyi. Lebih lanjut, tenaga bunyi bisa dihasilkan karena adanya pukulan, getaran, gesekan, petikan, maupun tiupan.
Selain itu, sifat dari tenaga bunyi yaitu merambat, baik melalui zat cair, gas, maupun padat. Hal tersebut karena getaran bunyi berbentuk gelombang. Kemudian, bunyi bisa dipantulkan.
Kemudian, tenaga bunyi bisa mengalami pembiasan. Contohnya suara petir lebih terdengar malam hari, disebabkan udara bawah lebih dingin daripada udara atas.
Fungsi Energi
Secara umum, ada beberapa fungsi dari tenaga yang bisa dirasakan oleh manusia, antara lain:
1. Menggerakan Benda
Pertama, tenaga berfungsi untuk menggerakan suatu benda,karena tenaga yang dimiliki diubah menjadi tenaga kinetik. Jadi, ketika tenaga kinetik ditambahkan pada sebuah benda, maka benda tersebut akan bergerak dan melakukan kerja.
Fungsi ini biasa kita temukan pada kendaraan bermotor, seperti mobil atau motor. Hal ini karena kendaraan menggunakan tenaga kimia yang tersimpan dalam bensin agar dapat menghasilkan tenaga mekanis, lalu dibakar dalam mesin pembakaran. Kemudian, diubah menjadi tenaga panas dan berubah menjadi tenaga kinetik.
2. Memberikan Cahaya untuk Makhluk Hidup
Energi dalam bentuk cahaya cukup penting, karena memiliki beberapa fungsi bagi makhluk hidup. Misalnya, pada tumbuhan, tenaga cahaya berfungsi untuk melakukan fotosintesis. Sebab, tenaga cahaya yang diperoleh oleh klorofil pada daun tumbuhan dapat digunakan untuk mengubah CO2 dan H2O menjadi glukosa dan O2.
Selain itu, tenaga ini berfungsi untuk membantu penglihatan manusia maupun hewan. Dengan cahaya, manusia dan hewan dapat melihat. Dengan begitu, manusia dan hewan dapat melakukan segala kegiatan, seperti bekerja, mencari makan, berinteraksi, dan menghindari bahaya.
3. Menghasilkan Daya Listrik
Fungsi lain dari tenaga adalah menghasilkan daya listrik. Seperti yang kita tahu, saat ini, listrik sangat penting bagi kehidupan manusia modern. Bisa dibilang, listrik adalah sumber tenaga untuk berbagai keperluan, seperti penerangan dan penggunaan alat-alat elektronik.
Alhasil, banyak sektor yang mendapatkan manfaat dari fungsi tenaga itu sendiri. Misalnya, berbagai industri dapat mengoperasikan mesin dan peralatan produksi yang membuat pekerjaan menjadi lebih efisien. Selain itu, dengan adanya listrik, manusia bisa melakukan berbagai kegiatan di malam hari dengan lebih nyaman.
4. Membantu Manusia dan Makhluk Lain Bertumbuh
Energi berfungsi untuk mengaktifkan reaksi kimia dalam tubuh manusia dan menyediakan kebutuhan gizi yang dibutuhkan agar terus tumbuh. Oleh karena itu, tenaga dalam bentuk makanan cukup penting bagi manusia maupun hewan.
Tenaga dari makanan dapat digunakan makhluk hidup untuk terus tumbuh dan berkembang lewat aktivitas yang dilakukan setiap hari. Semakin banyak tenaga yang tersedia, maka akan cepat pula pertumbuhan manusia dan hewan.
Selain itu, tenaga yang cukup dapat menjaga keseimbangan dalam tubuh. Alhasil, mereka tumbuh dengan sehat.
Kemudian, tenaga juga dapat berfungsi dalam meningkatkan kekuatan fisik makhluk hidup. Ini membuat manusia dan hewan semakin kuat untuk melakukan kegiatan fisik yang membutuhkan tenaga yang lebih.
Sumber Energi yang Dapat Diperbaharui
Sumber tenaga yang bisa diperbaharui adalah sumber tenaga yang tidak akan pernah habis jika digunakan secara terus-menerus. Misalnya, matahari, air, angin, biomassa, dan panas bumi. Agar lebih jelas, kamu bisa menyimak daftar sumber tenaga yang dapat diperbaharui yang ada di bawah ini:
1. Matahari
Sumber tenaga pertama yang dapat diperbaharui adalah matahari. Sebab, matahari akan terus memancarkan sinarnya yang berguna untuk kehidupan manusia. Selain itu, matahari memiliki tenaga yang bisa digunakan berkali-kali tanpa ada batasnya. Terlebih, matahari adalah sumber tenaga yang paling utama bagi makhluk Bumi.
Matahari dapat menyediakan tenaga panas yang sangat besar. Hal ini terjadi karena adanya reaksi fusi berantai, sehingga matahari melepaskan tenaga panas yang begitu besar dan membuat bumi tetap dalam suhu yang hangat.
Tenaga yang dihasilkan matahari dapat diubah ke bentuk lain, misalnya panas dan listrik menggunakan Pembangkin Listrik Tenaga Surya (PLTS). Setidaknya, ada dua cara yang bisa dilakukan agar dapat menghasilkan tenaga matahari, yakni:
- Sel surya: Alat yang bisa mengubah tenaga dalam cahaya menjadi tenaga listrik menggunakan efek fotovoltaik.
- Tenaga surya konsentrasi: Menggunakan cermin untuk memusatkan sinar matahari.
2. Air
Air adalah salah satu sumber energi yang dapat diperbaharui. Tenaga dari air bisa kamu manfaatkan menjadi listrik. Air akan terus menghasilkan tenaga yang tidak akan berhenti dan ketersediaannya terus dihasilkan dari adanya siklus hidrologi. Pemanfaatan air ini bisa kita lihat pada penggunaan Pembangkit Listrik Tenaga Air.
Pembangkit Listrik Tenaga Air (PLTA) terdiri dari beberapa jenis, diantaranya PLTA aliran sungai langsung, PLTA dengan kolam pengatur, PLTA jenis waduk, dan PLTA jenis pompa. Namun, biasanya PLTA di Indonesia menghasilkan tenaga air, karena adanya gerakan air dari bendungan.
Di bagian bawah bendungan, biasanya terdapat turbin pada lubang-lubang saluran air. Hal ini agar mengubah tenaga kinetik dari gerakan air menjadi tenaga mekanik untuk generator listrik.
3. Angin
Angin adalah tenaga yang dihasilkan dari hembusan udara yang ada di permukaan bumi. Sumber tenaga angin ini bisa diubah menjadi tenaga mekanik, agar dapat menghasilkan usaha (kerja). Untuk mengubahnya menjadi tenaga, angin harus diolah dengan menggunakan pembangkit listrik berupa kincir angin.
Baling-baling yang ada pada kincir angin akan digerakan oleh angin. Baling-baling yang bergerak tersebut telah dihubungkan dengan alat khusus yang dapat mengubah tenaga yang diciptakan angin menjadi tenaga mekanik.
Selain itu, angin juga menjadi sumber tenaga yang diperlukan oleh nelayan untuk mencari ikan di laut. Biasanya, nelayan yang masih menggunakan perahu tanpa mesin akan memanfaatkan layar dastur yang mengembang di depan kapal. Kemudian, layar tersebut akan tertiup angin kencang yang menggerakan kapal nelayan.
4. Biomassa
Biomassa merupakan bahan organik yang berasal dari tanaman dan sering digunakan sebagai energi dalam jumlah yang besar. Selain itu, biomassa bisa berasal dari binatang, mikroorganisme, dan bahan organik. Tenaga ini juga sering disebut bioresource atau sumber daya hidup yang bisa digunakan oleh manusia.
Beberapa contoh biomassa, antara lain kayu, kelapa sawit, sampah dapur, jerami, serbuk gergaji, hingga kotoran ternak. Lebih lanjut lagi, biomassa berfungsi sebagai sumber tenaga bahan bakar.
Terdapat 3 cara untuk mengubah biomassa menjadi bahan bakar. Pertama, pembakaran langsung, dimana biomassa dikeringkan terlebih dahulu untuk di densifikasi.
Kedua, konversi termokimiawi, yang mana memerlukan perlakuan termal, agar memicu reaksi kimia. Ketiga, konversi biokimia, yang menggunakan bantuan mikroba.
5. Panas Bumi
Panas bumi adalah sumber energi panas yang berasal dalam bumi. Tenaga ini ada di dalam inti bumi pada kedalaman sekitar 6.400 km dari permukaan. Panas bumi tercipta di inti bagian luar Bumi yang terbentuk dari batuan cair panas. Batuan cair panas ini disebut dengan magma.
Selain itu, panas bumi dapat muncul ke permukaan Bumi dalam rupa geyser gunung berapi dan fumarol. Fumarol sendiri adalah uap air panas disebabkan tekanan dan suhu yang tinggi, sehingga bisa menembus lapisan tanah yang keras menuju permukaan Bumi.
Pemanfaatan tenaga panas bumi dilakukan oleh Pembangkit Listrik Tenaga Panas Bumi (PLTP).
Sumber Energi yang Tidak Dapat Diperbaharui
Sumber tenaga yang tidak dapat diperbaharui maksudnya adalah tenaga yang tidak dapat diciptakan kembali oleh alam dalam rentang waktu yang cepat. Selain itu, jumlah dari tenaga ini cukup terbatas dan bisa saja habis kapanpun. Adapun sumber tenaga ini adalah sebagai berikut:
1. Batu Bara
Batu bara merupakan campuran dari zat kimia organik yang menyimpan beberapa unsur senyawa, seperti oksigen, karbon, dan hidrogen dalam sebuah rantai karbon. Energi ini terbuat dari endapan senyawa organik karbonan yang tercipta secara natural atau alamiah dari sisa-sisa tumbuhan.
Hingga saat ini, setidaknya terdapat 31,69 miliar ton cadangan batu bara di Indonesia. Dengan produksi rata-rata sebesar 600 juta ton/tahun dan sekitar 43% nya berada di wilayah Kalimantan Timur. Artinya, cadangan batu bara yang ada di Indonesia masih bisa digunakan sampai 65 tahun kedepan.
2. Minyak Bumi
Minyak bumi adalah sumber tenaga yang paling banyak digunakan oleh manusia. Sebab, tenaga ini memiliki banyak kegunaan. Minyak bumi sendiri merupakan cairan berwarna pekat yang tercipta dari lapisan paling atas kerak bumi.
Demi mendapatkannya, perlu dilakukan riset dan studi untuk menemukan lokasi sumur minyak.
Minyak ini tercipta dari makhluk hidup yang mati dan akhirnya tertutup lapisan tanah serta batuan. Beberapa manfaat dari minyak bumi adalah bahan bakar alat transportasi, bahan pembuatan senyawa dalam produk kosmetik, hingga pelumas atau oli untuk kendaraan.
3. Fosil
Sebenarnya, fosil dapat diperbaharui. Tetapi, proses pembakaran fosil ini tidak sebentar dan cenderung memakan waktu hingga jutaan tahun. Sumber energi fosil berasal dari makhluk hidup yang telah mati, kemudian terkubur dalam tanah sampai berumur jutaan tahun.
Contoh dari sumber tenaga fosil, yakni minyak bumi dan batu bara. Selain itu, tenaga fosil bisa digunakan untuk beberapa hal, seperti bahan bakar pembangkit listrik dan juga kendaraan.
4. Mineral Alam
Sumber energi mineral alam bisa kamu pergunakan sebagai tenaga, setelah dilakukan pemrosesan. Contoh mineral alam yang digunakan sebagai tenaga adalah uranium. Uranium sendiri bisa menghasilkan tenaga nuklir. Beberapa manfaat dari sumber tenaga mineral alam adalah untuk pembangkit listrik dan gas alam.
Untuk mendapatkan tenaga dari mineral alam, dibutuhkan proses yang lumayan panjang. Karena proses inilah suatu perusahaan atau negara memerlukan beberapa teknologi yang harganya tidak murah. Teknologi ini digunakan untuk mengkonversi mineral alam menjadi tenaga yang bisa digunakan.
Rumus Energi
Tenaga memiliki rumus tergantung dari jenisnya. Di bawah ini adalah beberapa rumus tenaga yang perlu kamu ketahui, yaitu:
1. Tenaga Potensial
Di bawah ini adalah rumus dari tenaga potensial, antara lain:
Ep = m x g x h
Keterangan:
Ep = Tenaga potensial (J).
m = Massa benda (kg).
g = Percepatan gravitasi (m/s2)
h = Tinggi benda dari permukaan (m).
Dari rumus di atas, bisa disimpulkan bahwa semakin tinggi titik dasar acuan sebuah benda/objek, maka tenaga potensialnya akan semakin besar. Khususnya untuk gravitasi.
2. Energi Kinetik
Adapun rumus dari tenaga kinetik adalah sebagai berikut:
Ek = ½ x m x v2
Keterangan:
Ek = Tenaga kinetik (J).
m = Massa benda (kg).
v2 = Kecepatan benda (m/s).
3. Energi Mekanik
Tenaga mekanik adalah keseluruhan dari tenaga yang dihasilkan oleh suatu benda. Mulai dari kecepatan tertentu sampai posisi objek tersebut pada kedudukan/titik acuan tertentu. Adapun rumus tenaga mekanik adalah sebagai berikut:
Em = Ep + Ek
Keterangan:
Em = Tenaga mekanik (J).
Ek = Tenaga kinetik (J).
Ep = Tenaga potensial (J).
Dari rumus yang ada di atas, bisa dijabarkan bahwa tenaga mekanik adalah perhitungan dari tenaga potensial ditambah dengan tenaga kinetik.
Sudah Tahu Apa Itu Energi?
Itulah penjelasan mengenai tenaga, macam-macam, fungsi, beserta rumusnya. Tenaga tidak bisa terlepas dari setiap kehidupan makhluk hidup, terutama manusia. Tenaga ada di setiap aktivitas manusia. Bahkan, tenaga dibutuhkan oleh manusia sendiri untuk beraktivitas. Semoga bermanfaat!
