Hukum kekekalan energi menjadi salah satu materi yang kerap kali dipelajari dalam mata pelajaran Fisika. Hukum ini memiliki energi kekal dan tidak dapat berubah sepanjang waktu.
Hukum kekekalan energi ini ditemukan pertama kali oleh James Prescott Joule seorang ahli fisika berkebangsaan Inggris. Joule mengatakan bahwa “energi tidak dapat diciptakan maupun dimusnahkan, namun dapat berpindah dari satu bentuk ke bentuk lainnya….”
Pada awalnya Joule berhasil merumuskan hukum kekekalan energi yang menjadi hukum pertama dari hukum termodinamika. Selain kekal atau abadi, keberadaan ini memiliki beberapa sifat yaitu:
- Transformasi energi, maksudnya energi tersebut dapat diubah menjadi bentuk yang lain.
- Transfer energi, maksudnya energi panas dapat dipindah dari material satu ke material lainnya.
- Energi dapat berpindah ke benda lain, terutama melalui suatu gaya yang menyebabkan pergeseran, itulah yang disebut dengan energi mekanik.
- Energi itu kekal alias abadi, tetapi tidak dapat diciptakan maupun dimusnahkan.
Selain itu Joule juga membagi hukum energi menjadi tiga jenis yaitu
- Energi potensial dimana energi ini berasal dari benda yang energinya bersifat kekal, tidak dapat diciptakan dan dimusnahkan.
- Kedua ada energi kinetik yaitu aktivitas yang diperlukan untuk menggerakkan benda oleh massa tertentu dari kondisi diam hingga kecepatan tertentu.
- Terakhir atau ketiga ada energi mekanik yaitu energi yang memiliki kaitan dengan posisi serta gerak dari sebuah benda.
Rumus bunyi hukum kekekalan energi
Energi mekanik 1 = Energi mekanik 2
Energi kinetik 1 + Energi potensial 1 = Energi kinetik 2 + Energi potensial 2
Em1 = Em2
Ek1 + Ep1 = Ek2 + Ep2
Keterangan:
Em1: energi mekanik awal
Em2: energi mekanik akhir (J)
Ek1: energi kinetik awal
Ek2: energi kinetik akhir (J)
Ep1: energi potensial awal
Ep2: energi potensial akhir (J)
Contoh soal dan pembahasan hukum kekekalan energi
Sebuah balok meluncur dari bagian atas bidang miring licin hinggat tiba di bagian dasar bidang miring tersebut. Jika puncak bidang miring berada pada ketinggian 32 meter diatas permukaan lantai, maka kecepatan balok saat tiba di dasar bidang adalah
Penjelasan
h1 = 32 m, v1 = 0, h2 = 0, g=10 m/s2
v2 = ?
Menurut hukum kekekalan energi mekanik
Em1 = Em2
Ep1 + Ek1 = Ep2 + Ek2
m.g.h1 + ½ m.v12 = m.g.h2 + ½m.v22
m. 10 (32) + 0 = 0 + ½m.v22
320 m = ½m.v22
320= ½ v22
640= v22
v2 = √640 m/s = 8 √10 m/s
Sementara dalam kehidupan sehari-hari terdapat hukum kekekalan energi, salah satunya lampu, yang merupakan perubahan dari energi listrik menjadi cahaya.