Contoh Penerapan Usaha dan Energi dalam Kehidupan Sehari hari

HermanAnis.com. Teman-teman semua, Teman-teman semua, pada kesempatan ini kita masih pada Seri Fisika Dasar, di mana kita akan secara khusus membahas tentang contoh penerapan usaha dan energi dalam kehidupan sehari hari.

A. Contoh Penerapan Usaha dalam Kehidupan Sehari hari

Pekerjaan mengangkat dan memindahkan barang merupakan pekerjaan paling tua yang di lakukan manusia. Jika dulu hanya mengandalkan tenaga, maka kini ada banyak alat bantu angkat barang yang dapat membantu manusia.

Penggunaan alat bantu angkat barang sudah tidak asing lagi di dunia perindustrian dan konstruksi. Peralatan tersebut sangat di perlukan untuk memperlancar kegiatan operasional. Selain itu, penggunaan peralatan untuk mengangkat barang-barang juga dapat menghemat waktu kerja.

Kehadiran alat-alat yang memudahkan pekerjaan manusia ini akan mengurangi penggunaan tenaga manusia. Beberapa sumber daya manusia hanya di perlukan untuk mengoperasikan dan mengawasi penggunaan alat-alat tersebut.

Nah, seiring dengan perkembangan teknologi, saat ini ada banyak pilihan alat bantu angkat barang yang dapat di gunakan. Berikut ini beberapa alat bantu angkat barang modern yang merupakan contoh Penerapan Usaha dalam Kehidupan Sehari hari:

1. Crane
2. Forklift
3. Hand Pallet
4. Drum Porter
5. Drum Lifter

Baca Juga: Rumus Energi Potensial Pegas

1. Contoh Penerapan Usaha dan Energi – Crane

Contoh alat bantu angkat modern yang merupakan contoh penerapan usaha dan energi dalam kehidupan sehari hari yang pertama adalah Crane. Crane di gunakan di proyek-proyek pembangunan yang memiliki jangkauan tidak cukup panjang dan bagian atasnya dapat bergerak 3600. Kemampuan inilah yang membuat crane dapat bergerak dengan leluasa di dalam area suatu proyek.

Alat untuk mengangkat material-material berat ini mampu mengangkat dan mengangkut beban 40 ton hingga 3.500 ton. Crane dapat di pindahkan dengan cara di bongkar, kemudian di angkut dengan menggunakan truk atau kapal ke lokasi-lokasi baru.

Crane yang memiliki jangkauan lebih luas adalah tower crane. Tower crane di gunakan dalam proyek-proyek pembangunan gedung bertingkat dan jembatan. Alat angkat barang ini di gunakan untuk memindahkan material bangunan dari bawah ke atas dan sebaliknya.

Baca Juga: Mengapa Matahari Disebut Sebagai Sumber Energi Terbesar Di Bumi?

2. Forklift

Contoh alat bantu angkat modern yang merupakan contoh penerapan usaha dan energi dalam kehidupan sehari hari yang kedua adalah Forklift. Forklift sebagai angkutan multimoda ini berfungsi untuk membantu mengangkat barang dan memindahkannya ke lokasi yang berjarak dekat ataupun jauh. Gudang-gudang industri dan perusahaan-perusahaan logistik pada menggunakan alat bantu angkat ini.

Forklift menggunakan mesin diesel sebagai penggeraknya. Alat ini mampu mengangkat dan memindahkan beban sekitar 2.5 ton hingga 15 ton. Jenis-jenis forklift yang tersedia di pasaran saat ini sangat beragam antara lain forklift reach truck, forklift electric, forklift diesel, dan forklift gasoline.

Baca Juga: Sumber Energi Terbarukan dan Tak Terbarukan

3. Contoh Penerapan Usaha dan Energi – Hand Pallet

Contoh alat bantu angkat modern yang merupakan contoh penerapan usaha dan energi dalam kehidupan sehari hari yang ketiga adalah Hand Pallet. Bentuk Hand Pallet seperti dongkrak mobil. Prinsip kerjanya pun sama yaitu menggunakan pompa hidrolis. Fungsi pemindahan barang lebih di utamakan pada hand pallet, sehingga tinggi angkatnya hanya puluhan sentimeter.

Baca Juga: Sumber Energi Terbarukan dan Tak Terbarukan

4. Drum Porter

Contoh alat bantu angkat modern yang merupakan contoh penerapan usaha dan energi dalam kehidupan sehari hari yang keempat adalah Drum Porter. Fungsi dan cara kerja Drum Porter mirip dengan Hand Pallet namun di gunakan khusus untuk memindahkan drum.

Alat ini memiliki penjepit yang dapat di kaitkan pada bibir drum sehingga memudahkan pemindahan drum. Drum Porter hanya mengutamakan fungsi pemindahan drum dan tidak dapat di gunakan untuk memiringkan atau menuangkan isi drum.

5. Contoh Penerapan Usaha dan Energi – Drum Lifter

Contoh alat bantu angkat modern yang merupakan contoh penerapan usaha dan energi dalam kehidupan sehari hari yang kelima adalah Drum Lifter. Drum Lifter berfungsi sebagai pemindah dan penuang isi drum. Alat ini di lengkapi dengan pengait drum untuk menggigit bibir drum serta tuas untuk memiringkan drum hingga 300 derajat. Terdapat 2 macam tenaga penggerak untuk drum lifter yaitu pompa hidrolis dan motor elektrik.

Baca Juga: Contoh Soal Usaha

B. Contoh Penerapan Energi dalam Kehidupan Sehari hari

Energi memiliki banyak jenisnya namun secara umum jenis-jenis energi yang sering di jumpai dalam kehidupan sehari-hari adalah energi potensial dan energi kinetik. Energi potensial sebagai energi yang berasal dari potensi yang dimiliki benda besarnya di pengaruhi oleh sumber potensinya.

Sumber potensinya tersebut yakni bisa berupa:

• posisi terhadap pusat gravitasi disebut energi potensial gravitasi,
• kandungan listrik pada suatu sumber disebut energi potensial listrik,
• besar jarak terhadap titik kesetimbangan benda elastis disebut energi potensial elastis, dll.

Sedangkan energi yang di timbulkan oleh faktor kecepatan dari gerakan benda disebut energi kinetik. Berikut ini adalah contoh penerapan atau pemanfaatan energi dalam kehidupan sehari-hari antara lain:

1. Sel Surya (Solar Cell)
2. Kincir Raksasa PLTB Sidrap
3. Turbin Pembangkit Listrik Tenaga Air
4. Baterai dan Akumulator
5. Setrika dan Hair Dryer
6. Mesin Mobil/Motor
7. Bom Atom dan Hulu Ledak Nuklir

1. Contoh Penerapan Usaha dan Energi – Sel Surya (Solar Cell)

Contoh penerapan usaha dan energi dalam kehidupan sehari hari yang pertama adalah Sel Surya (Solar Cell). Sel surya atau juga sering disebut fotovoltaik adalah divais yang mampu mengkonversi langsung cahaya matahari menjadi listrik.

Sel surya bisa disebut sebagai pemeran utama untuk memaksimalkan potensi sangat besar energi cahaya matahari yang sampai ke bumi. Walaupun selain di pergunakan untuk menghasilkan listrik, energi dari matahari juga bisa di maksimalkan energi panasnya melalui sistem solar thermal.

Sel surya dapat di analogikan sebagai divais dengan dua terminal atau sambungan, dimana saat kondisi gelap atau tidak cukup cahaya berfungsi seperti dioda, dan saat di sinari dengan cahaya matahari dapat menghasilkan tegangan.

Ketika di sinari, umumnya satu sel surya komersial menghasilkan tegangan DC sebesar 0,5 sampai 1 volt, dan arus short-circuit dalam skala milliampere per cm2. Besar tegangan dan arus ini tidak cukup untuk berbagai aplikasi.

Sehingga umumnya sejumlah sel surya di susun secara seri membentuk modul surya. Satu modul surya biasanya terdiri dari 28-36 sel surya, dan total menghasilkan tegangan DC sebesar 12 V dalam kondisi penyinaran standar (Air Mass 1.5).

Gambar 6 di bawah menunjukkan salah satu divais sel surya yang di gunakan di PLTS (Pembangkit Listrik Tenaga Surya).

Sel surya konvensional bekerja menggunakan prinsip p-n junction, yaitu junction antara semikonduktor tipe-p dan tipe-n. Semikonduktor ini terdiri dari ikatan-ikatan atom yang dimana terdapat elektron sebagai penyusun dasar.

Semikonduktor tipe-n mempunyai kelebihan elektron (muatan negatif) sedangkan semikonduktor tipe-p mempunyai kelebihan hole (muatan positif) dalam struktur atomnya. Kondisi kelebihan elektron dan hole tersebut bisa terjadi dengan mendoping material dengan atom dopant.

2. Kincir Raksasa PLTB Sidrap

Contoh penerapan usaha dan energi dalam kehidupan sehari hari yang kedua adalah Kincir Raksasa PLTB Sidrap. Energi baru terbarukan di Indonesia mulai di kembangkan, pemerintah pun menargetkan porsi energi baru terbarukan di Indonesia pada tahun 2025 akan mencapai 23 persen dari total bauran energi nasional.

Mulai terbatasnya energi fosil baik itu Bahan Bakar Minyak (BBM), gas, dan batu bara mengharuskan setiap negara mulai mengembangkan energi baru terbarukan, mulai dari tenaga angin, arus laut, hingga tenaga matahari.

Terbaru, Indonesia akan segera memiliki Pembangkit Listrik Tenaga Bayu ( PLTB) atau angin yang menggunakan kincir angin raksasa Desa Mattirotasi, Kecamatan Watang Pulu, Kabupaten Sidrap, Sulawesi Selatan (Sulsel).

Dengan memiliki 30 Wind Turbin Generator (WTG) atau kincir angin, PLTB Sidrap akan menghasilkan listrik sebesar 75 Mega Watt (MW) dan di proyeksikan akan mampu mengaliri listrik kepada 70.000 pelanggan di wilayah Sulsel.

Adapun proyek pembangkit dengan kincir angin ini di garap oleh investor asal Amerika Serikat, yakni UPC Renewables, bekerja sama dengan PT Binatek Energi Terbarukan. Sejak di tandatangani pada Agustus 2015 lalu, penyelesaian PLTB di perkirakan sesuai target pada Februari 2018 mendatang.

Dari sisi nilai investasi proyek ini menelan investasi sebesar 150 juta dollar AS atau sekitar Rp 1,99 triliun (dengan kurs dolar Rp 13.300). PLTB Sidrap merupakan pembangkit tenaga angin pertama dan terbesar di Indonesia yang memanfaatkan lahan kurang lebih 100 hektar.

Baca Juga: Energi Biomassa

3. Contoh Penerapan Usaha dan Energi – Turbin Pembangkit Listrik Tenaga Air

Contoh penerapan usaha dan energi dalam kehidupan sehari hari yang ketiga adalah Turbin Pembangkit Listrik Tenaga Air. Pembangkit listrik tenaga air (PLTA) adalah pembangkit yang mengandalkan energi potensial dan kinetik dari air untuk menghasilkan energi listrik.

Pada tahun 2015 tenaga air menghasilkan 16.6% total listrik dunia dan 70% dari seluruh energi terbarukan dan di perkirakan akan naik 3.1% per tahun sampai 25 tahun ke depan. Tenaga air di hasilkan di 150 negara, dan kawasan Asia-Pasifik menghasilkan 33% tenaga air global tahun 2013.

China adalah produsen tenaga air terbesar (920 TWh tahun 2013) menyumbang 16,9% kebutuhan listrik domestik.

Ongkos listrik tenaga air relatif rendah, menjadikannya sumber yang kompetitif untuk energi terbarukan. Pembangkitnya tidak menghabiskan air, tidak seperti pembangkit batu bara atau gas. Ongkos listrik rata-rata untuk pembangkit berukuran lebih dari 10 megawatt adalah 3 – 5 sen dolar AS per kilowatt-jam.

Dengan bendungan dan reservoir juga membuatnya sumber listrik yang fleksibel karena listrik yang di hasilkan dapat di naikkan atau di turunkan sesuai kebutuhan. Ketika sebuah kompleks tenaga air di bangun, maka tidak menghasilkan limbah langsung dan tingkat gas rumah kaca yang relatif lebih rendah daripada pembangkit listrik berbahan bakar fosil.

Bentuk utama dari pembangkit listrik jenis ini adalah generator yang di hubungkan ke turbin yang di gerakkan oleh tenaga kinetik dari air.

Namun, secara luas, pembangkit listrik tenaga air tidak hanya terbatas pada air dari sebuah waduk atau air terjun, melainkan juga meliputi pembangkit listrik yang menggunakan tenaga air dalam bentuk lain seperti tenaga ombak.

4. Baterai dan Akumulator

Contoh penerapan usaha dan energi dalam kehidupan sehari hari yang keempat adalah Baterai dan Akumulator. Baterai merupakan salah satu benda yang sudah tidak asing lagi di era teknologi sekarang ini. Hampir semua benda-benda elektronik menggunakan baterai sebagai sumber energi. Baterai sendiri merupakan alat yang mengubah energi kimia menjadi energi listrik searah (DC).

Fungsi baterai adalah sebagai sumber energi terutama untuk barang-barang elektronik seperti smartphone, laptop, kamera, remote, dan banyak lagi. Pada Baterai tersebut memiliki terminal positif (katoda) dan terminal negatif (anoda) serta elektrolit sebagai penghantar.

Baterai terbagi menjadi 2 jenis utama yaitu baterai primer dan baterai sekunder. Contoh baterai berikutnya adalah Accumulator, yang lebih umum di sebut Akumulator (accu, aki). Aki adalah sebuah alat yang menyimpan energi (umumnya energi listrik) dalam bentuk energi kimia.

Contoh-contoh akumulator adalah baterai dan kapasitor. Pada umumnya di Indonesia, kata akumulator (sebagai aki atau accu) hanya di mengerti sebagai “baterai” mobil. Sedangakan di bahasa Inggris, kata akumulator dapat mengacu kepada baterai, kapasitor, kompulsator, dan lain-lain.

Di dalam standart internasional setiap satu sel akumulator memiliki tegangan sebesar dua volt. Sehingga aki 12 volt, memiliki enam sel sedangkan aki 24 volt memiliki 12 sel. Aki merupakan sel yang banyak kita jumpai karena banyak di gunakan pada sepeda motor maupun mobil.

Aki termasuk sel sekunder, karena selain menghasilkan arus listrik, aki juga dapat di isi arus listrik kembali. Secara sederhana aki merupakan sel yang terdiri dari elektrode Pb sebagai anode dan PbO2 sebagai katode dengan elektrolit H2SO4.

5. Contoh Penerapan Usaha dan Energi – Setrika dan Hair Dryer

Contoh penerapan usaha dan energi dalam kehidupan sehari hari yang kelima adalah Setrika listrik dan Hair Dryer. Setrika listrik dan Hair Dryer adalah dua alat yang bekerja untuk mengubah energi listrik menjadi energi panas (kebalikan dari fungsi sel surya).

Walaupun keduanya memiliki prinsip kerja yang berbeda sesuai dengan spesifikasi fungsi dan cara pemanfaatan panas dari alat masing-masing, hal ini tentunya berdampak pada setingan komponen-komponen penghasil panas di dalamnya.

Setrika listrik menghasilkan panas dari elemen pemanas yang di aliri arus listrik. Kemudian panas dari elemen pemanas akan di salurkan ke dasar setrika. Dengan panas yang ada serta besi pemberat maka setrika mampu untuk melicinkan pakaian dengan menyalurkan energi panas dari elemen pemanas ke pakaian yang akan di setrika.

Sehingga pakaian menjadi rapi dan licin karena serat-serat pakaian di luruskan dengan penggunakan panas dari setrikaan. Sedangkan untuk setrika otomatis yang dapat mati sendiri jika teralu panas, panasnya di kontrol oleh elemen yang di sebut bimetal.

Hairdryer menghasilkan panas dari elemen pemanas berupa spiral panjang yang di lilitkan pada kerangka tahan panas dari bahan mika kemudian panas yang di hasilkan di tiup ke luar oleh kipas yang di gerakan menggunakan motor listrik DC, maka udara udara panas terhembus ke luar mengeringkan rambut.

6. Mesin Mobil/Motor

Contoh penerapan usaha dan energi dalam kehidupan sehari hari yang keenam adalah Mesin mobil/motor. Mesin mobil/motor bekerja dengan mengubah energi panas dari ledakan bahan bakar menjadi energi kinetik. Untuk mesin yang menggunakan karburator pada mesin 4 tax atau 2 tax.

Misalnya, panas yang di hasilkan berasal dari proses pembakaran campuran bensin dengan udara yang di alirkan ke ruang bakar kemudian di tekan menggunakan piston lalu di beri percikan api dari busi.

Akibatnya, campuran bahan bakar tadi meledak. Ledakannya menghasilkan panas dan tekanan yang tinggi yang akan medorong balik piston tadi sehingga mampu memutarkan roda mobil/motor.

7. Contoh Penerapan Usaha dan Energi – Bom Atom dan Hulu Ledak Nuklir

Contoh penerapan usaha dan energi dalam kehidupan sehari hari yang ketujuh adalah Bom Atom dan Hulu Ledak Nuklir. Bom atom atau hulu ledak peluru bekerja dengan mengubah energi nuklir menjadi energi panas, energi bunyi, dan energi kinetik.

Sebuah bom atom meledak dengan cara memicu rangkaian reaksi nuklir berantai, yang kemudian akan melepaskan energi berskala besar (jika di bandingkan dengan bahan peledak konvensional. Ledakan sebuah unit bom atom lebih kuat daripada ledakan yang di hasilkan oleh jutaan atau bahkan miliaran unit TNT.

Reaksi nuklir terjadi ketika neutron ditembakkan dari jarak dekat ke arah sekumpulan atom mengandung nuclei (termasuk uranium dan plutonium). Saat bersentuhan dengan neutron, nuclei akan terpecah dan berubah menjadi bagian-bagian yang lebih kecil atau ringan.

Saat proses ini terjadi, serangkaian reaksi nuklir dimulai. Karena atom mengandung neutron, akan terdapat lebih banyak neutron yang bergerak bebas dan mengenai atomatom lain yang masih utuh.

Proses ini di sebut fission dan terus terjadi sehingga nuclei bisa terus terpecah. Salah satu kunci penting adalah fission mampu memecah atom tanpa sumber energi lain; reaksi kimia terjadi secara alami. Pemecahan atom menghasilkan energi, sekitar 80 terajoule per kilogram (TJ/kg).

Bom atom jenis lama memulai reaksi nulkir berantai dengan cara saling menembakkan beberapa isotop uranium (atom uranium dengan jumlah proton sama, tapi jumlah neutron berbeda) di sebuah ruang kecil di dalam tubuh bom.

Pada jenis lebih baru, inti bom di kelilingi oleh alat berdaya ledak tinggi disebut explosive lens atau lenses; alat ini berfungsi untuk memisahkan atau mengumpulkan elektron. Karena keberadaan lenses, inti bom akan terpecah dan memulai reaksi nuklir berantai. Reaksi pemecahan terus berlangsung sampai semua nuclei terpecah.

C. Contoh penerapan fisika pada konsep usaha dan energi

Usaha dan energi adalah dua konsep penting dalam fisika, dan ada banyak contoh penerapan fisika pada konsep tersebut di kehidupan sehari-hari. Berikut ini adalah beberapa contoh:

1. Memasak menggunakan oven:
   Ketika Anda memasak menggunakan oven, energi listrik digunakan untuk memanaskan oven. Ketika oven memanas, energi panas ini ditransfer ke makanan di dalamnya. Sebagai hasil dari proses ini, makanan menjadi matang dan siap untuk disajikan. Ini adalah contoh dari transformasi energi dari listrik menjadi panas.
2. Menaiki tangga:
   Ketika Anda menaiki tangga, energi Anda digunakan untuk mengangkat tubuh Anda ke tempat yang lebih tinggi. Ini memerlukan usaha untuk mengatasi gaya gravitasi, yang bekerja menarik tubuh Anda ke bawah. Semakin tinggi tangga yang Anda naiki, semakin banyak energi yang dibutuhkan.
3. Mengayuh sepeda:
   Ketika Anda mengayuh sepeda, Anda menggunakan energi otot Anda untuk menghasilkan gerakan. Sepeda juga memiliki energi kinetik karena bergerak. Semakin cepat Anda mengayuh, semakin banyak energi yang diperlukan dan semakin tinggi energi kinetik sepeda Anda.
4. Memanfaatkan energi matahari:
   Panel surya digunakan untuk mengubah energi matahari menjadi energi listrik yang dapat digunakan untuk berbagai keperluan, seperti memasok daya untuk rumah atau lampu jalan. Ini adalah contoh dari transformasi energi dari cahaya matahari menjadi listrik.
5. Menggunakan lift:
   Ketika Anda naik lift, energi listrik digunakan untuk menggerakkan lift ke atas. Ini melawan gaya gravitasi yang menarik lift ke bawah. Semakin jauh lift harus naik, semakin banyak energi yang diperlukan.

Ini adalah beberapa contoh penerapan fisika pada konsep usaha dan energi di kehidupan sehari-hari. Semua contoh tersebut melibatkan transformasi energi dari satu bentuk ke bentuk lain, dan memerlukan usaha untuk melakukan pekerjaan tersebut.

Sumber referensi

• Ade Sukarna. 2019. Usaha, Energi dan Momentum. Program PKB melalui PKP berbasis Zonasi. Kemdikbud.

Demikian, semoga bermanfaat.