Hukum Fisika yang Paling Fundamental

Hukum fisika yang paling fundamental adalah hukum kekekalan energi. Konsep kekekalan energi diajukan oleh ahli biologi dan fisikawan besar bernama Herman von Helmholtz pada tahun 1847 ketika ia mengambil kesimpulan umum (generalisasi) dari hasil rangkaian eksperimennya yang sangat teliti, yang mana eksperimen ini telah dipimpin beberapa tahun sebelumnya oleh James Joule. James Joule telah menunjukkan bahwa jika energi diubah atau dikonversi dari suatu bentuk ke bentuk lain maka tidak ada energi yang lenyap atau diciptakan. Percobaan James Joule yang terkenal adalah tentang konversi energi mekanik menjadi energi panas (heat) dan sebaliknya, eksperimennya menunjukkan bahwa 1 kalori = 4,186 Joule.

Hukum kekekalan energi menyatakan bahwa total energi di dalam suatu sistem tertutup adalah tetap; dan energi dapat berubah dari suatu bentuk energi menjadi bentuk energi lainnya. Konsep kekekalan energi ini telah dicoba dan dibenarkan oleh banyak sekali eksperimen. Bahkan penemuan teoretis Albert Einstein tentang kesetaraan massa dan energi (E = mc²) pun tidak menunjukkan adanya pelanggaran terhadap hukum kekekalan energi; penemuannya hanya menambah jenis konversi baru pada energi, yaitu massa ke energi dan energi ke massa.

http://fisikaveritas.blogspot.com: Diizinkan menyalin artikel ini jika mencantumkan FISIKAVERITAS sebagai sumbernya

Gambar 1. Jam Pasir

Perubahan bentuk energi ke bentuk energi lainnya dapat diibaratkan seperti pasir di dalam jam pasir (pada gambar di samping). Pasir yang masuk ke tabung bagian bawah jam jumlahnya sama dengan jumlah pasir yang keluar dari tabung bagian atas jam. Perubahan bentuk energi ibaratkan perubahan letak pasir di dalam jam pasir. Walaupun pasir berubah tempat di dalam jam pasir tersebut tetapi bendanya itu-itu saja, pasir. Sama halnya seperti energi, walaupun bisa berubah bentuk dari suatu bentuk ke bentuk yang lain (dari listrik ke cahaya, gerak ke listrik, dsb), ia tetaplah energi.

Perlu diingat bahwa hukum kekekalan energi didasarkan sepenuhnya pada pengamatan eksperimental, keabsahannya hanya berdasarkan hasil eksperimen. Tidak ada teori fisika fundamental yang meramalkan kekekalan energi total, bahkan sampai sekarang.

http://fisikaveritas.blogspot.com: Diizinkan menyalin artikel ini jika mencantumkan FISIKAVERITAS sebagai sumbernya

TRIVIA:

Kita ambil contoh pada mesin sepeda motor; tidak semua energi bahan bakar diubah menjadi energi gerak namun diubah pula menjadi energi panas, energi bunyi, dan bentuk energi lainnya. Bagaimanapun, jika kita jumlahkan energi gerak dengan energi panas, energi bunyi dan bentuk energi lainnya yang ada pada mesin itu maka totalnya akan persis sama dengan energi bahan bakar tadi. Jadi total energi pada sistem itu tetap.

Contoh lain adalah seperti pada lampu atau pencahayaan pada layar komputer/gadget Kamu ini, energi listrik berubah menjadi energi cahaya dan sebagian lagi menjadi energi yang tidak terpakai (energi panas, bunyi dan sebagainya). Jika kita jumlahkan energi cahaya dengan energi yang tidak terpakai tersebut, totalnya persis sama dengan energi listrik yang masuk ke sistem pencahayaan komputer/gadget Kamu.

http://fisikaveritas.blogspot.com: Diizinkan menyalin artikel ini jika mencantumkan FISIKAVERITAS sebagai sumbernya

Jangan dibingungkan dengan konsep efisiensi energi suatu sistem. Efisiensi energi suatu sistem menyatakan perbandingan energi keluaran yang kita inginkan (atau yang terpakai)  terhadap energi yang masuk ke sistem tersebut. Contohnya pada mesin motor, energi keluaran yang kita inginkan adalah energi gerak, dan energi yang masuk ke sistem adalah energi bahan bakar; jadi, efisiensi sistem mesin motor tersebut adalah perbandingan energi gerak motor terhadap energi bahan bakar. Dalam perumusan efisiensi kita tidak melibatkan energi yang tak terpakai; namun sekali lagi, total energi dalam sistem tersebut tidaklah berubah (baca: kekal).

Baca Juga:

Jangan Menyamaartikan Daya dengan Energi

Beri Aku Tuas yang Panjang Maka Aku Akan Memindahkan Dunia

Jika Silinder, Bola dan Cincin Balapan, Mana yang Menang?