Curious Kids: Energi terbuat dari apa?

Energy terbuat dari apa? — Ela, 8 tahun, Melbourne, Australia

Halo, Ela! Pertanyaan yang bagus!

Bagi para ilmuwan, energi sebenarnya bukan sesuatu dan karenanya tidak terbuat dari sesuatu yang lain, seperti halnya rumah terbuat dari batu bata.

Energi lebih seperti kapasitas. Kapasitas adalah sebuah kemampuan untuk melakukan sesuatu.

Energi dan Pekerjaan

Pikirkan seorang musisi: mereka memiliki kapasitas untuk memainkan alat musik. Seorang pelukis memiliki kapasitas untuk melukis.

Energi adalah sebuah kapasitas untuk melakukan sebuah pekerjaan.

Sesuatu bekerja ketika memberikan gaya pada objek lain, mendorong objek untuk bergerak ke arah tertentu.

Apa artinya ini? Nah, bayangkan seseorang melempar bola ke arahmu dan kamu memukulnya dengan tongkat pemukul. Ketika dirimu memukul bola, itu mengubah kecepatan dan arah bola.

Energi adalah kapasitas yang dimiliki alat pemukul untuk mengubah arah bola. Saat pemukul mengayun, ia dapat mengubah arah bola mana pun yang dipukulnya.

Saat Anda mengayunkan pemukul, Anda memasukkan energi yang tersimpan di otot Anda ke dalamnya. Semakin keras Anda mengayun, semakin banyak energi yang dikandung pemukul.

Jenis-Jenis energi

Ada banyak cara untuk energi bisa melakukan pekerjaan, jadi ada berbagai jenis energi.

Kami telah menemukan satu: ayunan pemukul. Ini disebut energi kinetik. Ini adalah energi yang dimiliki sesuatu karena bergerak.

Jenis lain dari energi adalah energi potensial. Energi potensial adalah kapasitas untuk melakukan sesuatu karena posisinya yang berkaitan dengan benda lain.

Ini berarti meletakkan sesuatu di tempat tertentu memberi mereka energi.

Inilah contoh yang menarik: bayangkan meletakkan seember air di atas pintu yang setengah terbuka. Ketika seseorang berjalan melewati pintu, ember akan jatuh di kepala mereka.

Karena embernya ada di atas pintu, bisa jatuh. Dan ketika jatuh, itu bisa mengakibatkan beberapa hal. Tidak hanya akan membasahi siapa pun yang berjalan melewati pintu, tetapi juga akan mengenai kepala mereka

Jadi ember memiliki kapasitas untuk melakukan sesuatu hanya karena diletakkan di atas pintu, dan bukan karena bergerak. Kapasitas itu adalah energi potensial ember.

Rumus Einstein yang terkenal

Fisikawan terkenal Albert Einstein membuat persamaan tentang energi, yang mungkin pernah Anda lihat sebelumnya : E = m c ².

Di persamaan ini, E adalah untuk energi, dan m adalah untuk massa (yang kira-kira merupakan berapa banyak materi, atau benda fisik, dalam sesuatu) dan c berarti kecepatan cahaya.

Apa persamaan tampaknya katakan bahwa energi sama dengan massa dikalikan dengan sebuah angka. Jadi, bukankah energi terbuat dari sesuatu?

Tidak cukup, karena beberapa hal tanpa massa masih dapat memiliki energi. Misalnya, cahaya. Kita tahu itu memiliki energi karena kita menangkap energi cahaya di panel surya, dan mengubahnya menjadi listrik.

Read more: Curious Kids: how do solar panels work?^[1]

Tapi cahaya terbuat dari partikel kecil yang disebut foton^[2], dan foton tidak memiliki massa.

Jadi, jika energi terbuat dari massa, maka cahaya tidak akan memiliki energi sama sekali! Itu yang tenaga surya menjadi misteri.

Ternyata, meskipun cahaya tidak memiliki massa, ia memiliki sesuatu yang disebut momentum, yang memberinya kemampuan untuk melakukan sesuatu.

Read more: Curious Kids: is light a wave or a particle?^[3]

Massa, energi dan momentum

Ada versi yang lebih rumit dari persamaan Einstein yang menunjukkan bagaimana energi berhubungan dengan massa dan momentum.

Satu hal yang penting untuk diketahui adalah bahwa cahaya bergerak sangat cepat. Karena jumlah energi dalam sesuatu tergantung pada berapa banyak massa yang telah dikalikan dengan kuadrat kecepatan cahaya, itu berarti sedikit materi membawa banyak energi!

Cahaya menempuh hampir 300 juta meter dalam satu detik, yang berarti satu kilogram massa setara dengan hampir sembilan triliun joule energi! Itu artinya 9 dengan 18 nol setelahnya: 9.000.000.000.000.000.000.

Triknya adalah melepaskan energi itu. Begitulah cara kerja bom nuklir (dan tenaga nuklir): mereka membuka energi yang ditangkap dalam materi untuk menghasilkan efek yang sangat besar.

Read more: Testing the theory: taking Einstein to primary schools^[4]

Apakah kamu punya pertanyaan yang ingin ditanyakan ke ahli? Minta bantuan ke orang tua atau orang yang lebih dewasa untuk mengirim pertanyaanmu pada kami. Ketika mengirimkan pertanyaan, pastikan kamu sudah memasukkan nama pendek, umur, dan kota tempat tinggal. Kamu bisa:

Arina Apsarini Putri Asrofi dari Binus University menerjemahkan artikel ini dari bahasa Inggris.

References

1. ^{^} Curious Kids: how do solar panels work? (theconversation.com)
2. ^{^} terbuat dari partikel kecil yang disebut foton (theconversation.com)
3. ^{^} Curious Kids: is light a wave or a particle? (theconversation.com)
4. ^{^} Testing the theory: taking Einstein to primary schools (theconversation.com)