Aplikasi Kekekalan Energi Mekanik Dalam Keseharian

Buah Jatuh Bebas Dari Pohonnya

Dalam keseharian, Anda sering melihat buah jatuh bebas dari pohonnya (misalnya, buah mangga atau buah kelapa). Ketika buah jatuh bebas dari pohon ke tanah, seperti yang telah dijelaskan sebelumnya, terjadi konversi energi dari bentuk energi potensial menjadi energi kinetik. Energi potensial (Ep) makin berkurang sedangkan energi kinetik (Ek) makin bertambah, tetapi energi mekanik (Em) adalah konstan di posisi mana saja (asalkan gaya hambatan udara diabaikan).

Lompat Galah

Pada olahraga lompat galah, mula-mula pelompat mengerahkan energi kimia dalam tubuhnya untuk berlari sambil memegang galah. Di situ terjadi konversi dari energi kimia menjadi energi kinetik pelompat yang berlari. Tepat di dekat palang, pelompat yang sedang berlari menancapkan ujung galah ke dalam sebuah soket yang terdapat di tanah. Energi kinetik lari pelompat disimpan sementara dalam galah yang membengkok sebagai energi potensial elastis galah.

Ketika galah melurus, energi potensial elastis galah dikembalikan lagi ke pelompat, sebagian sebagai energi potensial gravitasi (dapat menaikkan ketinggian pelompat sampai 6 m dari tanah) dan sebagian lagi sebagai energi kinetik untuk melontarkan pelompat dengan kecepatan awal tertentu saat ia melepaskan pegangannya pada galah. Begitu ia melepaskan pegangannya pada galah, pelompat menempuh lintasan parabola. Jika semua hambatan dan gesekan diabaikan, energi kimia yang semula dikerahkan oleh pelompat yang berlari akan sama dengan energi potensial gravitasi pelompat di titik tertingginya dan sama juga dengan energi kinetik pelompat sesaat sebelum mendarat di tanah. Ini membuktikan berlakunya hukum kekekalan energi mekanik.

Read More

James Watt

James Watt lahir 19 Januari 1736 meninggal 19 Agustus 1819, berkebangsaan Skotlandia, seorang matematikawan, insinyur penemu mesin uap yang menjadi momentum perkembangan Revolusi Industri di Inggris. Ia dilahirkan di Greenock, Skotlandia, tinggal dan bekerja di Birmingham, Inggris. Dokumentasi hasil karyanya kini banyak tersimpan di perpustakaan Birmingham.

Gambar 13. James Watt

Watt mengadopsi pusat sentrifugal untuk mengatur kecepatan mesin uap (Ini sudah digunakan untuk mengatur angin dan watermills). Ia menemukan Linkage gerakan paralel (teknik mekanik) - hubungan untuk mengubah gerakan melingkar untuk memperkirakan gerakan garis lurus dan indikator diagram uap untuk mengukur tekanan uap dalam silinder sepanjang siklus kerja mesin, sehingga menunjukkan efisiensi.

Watt sangat berjasa dalam pengembangan mesin uap sehingga menjadi sarana pembangkit listrik yang ekonomis. Watt mengembangkan ruang kondensor terpisah yang secara signifikan meningkatkan efisiensi. Ia juga melakukan perbaikan lebih lanjut terhadap silinder uap, mesin double-acting, counter, indikator, dan katup throttle yang membuat mesin uap lebih efektif.

Watt menentang penggunaan uap tekanan tinggi, yang dilakukan beberapa orang teknisi mesin uap dan ahli lainnya sampai paten nya berakhir pada tahun 1800. Dengan rekannya Matthew Boulton ia berjuang melawan insinyur saingan seperti Jonathan Hornblower yang mencoba untuk mengembangkan mesin sejenis. Dia memperkenalkan unit yang disebut tenaga kuda untuk membandingkan output daya mesin uap, versi tentang unit yang setara dengan £ 550 kaki per detik (sekitar 745,7 watt).

Mesin uap model James Watt banyak dikonversi karena menjadi mesin yang paling efisien yang sangat mendukung dalam pengembangan indutri di Inggris. Mesin uap ini juga mendukung dalam kemajuan transportasi di kemudian hari, seperti kapal uap dan lokomotif. Untuk menghargai jasanya berikut ini beberapa pengabadiannya.

1. Unit besaran listrik menggunakan namanya (watt)
2. Namanya juga diabadikan menjadi nama universitas (Universitas Heriot-Watt Edinburgh)
3. Ia juga dikenang oleh Lunar Society Moonstones dengan mengabadikan dalam sebuah patung.
4. Sebuah sekolah ternama di Birmingham juga menggunakan namanya
5. Ada 4 perguruan tinggi di Skotlandia yang menggunakan namanya yaitu James Watt College Kilwinning (North Ayrshire Kampus) dan Greenock (2 di Greenock, Finnart Kampus dan Waterfront Kampus)

Read More

Daya Lebih Besar, Lampu Lebih Terang

Anda mungkin sudah mengetahui satuan watt yang banyak digunakan untuk menyatakan spesifikasi peralatan listrik, seperti setrika listrik, televisi, kulkas, dan bola lampu pijar. Misalnya, bola lampu 25 watt berarti lampu melakukan usaha dengan laju 25 joule tiap sekon. Dalam satu sekon yang sama, bola lampu 60 watt mampu melakukan usaha 60 joule. Oleh karena dalam 1 sekon bola lampu 60 watt melakukan usaha lebih besar daripada bola lampu 25 watt, maka kita nyatakan lampu 60 watt memiliki daya yang lebih besar daripada lampu 25 watt. Bagaimana kita membuktikan pernyataan tersebut? Mudah saja, dekatkan kedua lampu kemudian nyalakan, maka lampu 60 watt berpijar lebih terang daripada lampu 25 watt.

Read More

Mobil Hibrida dengan Fuel cell

Semakin berkurangnya cadangan minyak mentah di perut bumi dan semakin tingginya tingkat pencemaran udara yang antara lain diakibatkan oleh gas sisa pembakaran (emisi) mesin kendaran bermotor berbahan bakar minyak, membuat produsen mobil terkemuka berusaha mencari bahan bakar alternatif baru.

Tantangan untuk mendapatkan kendaraan ramah lingkungan dengan emisi nol melahirkan kendaraan dengan bahan bakar hidrogen bertekanan tinggi, dengan mengombinasikan sistem hibrida dengan fuel cell dengan baterai kedua. Kendaraan dengan sistem ini disebut Fuel cell Hybrid Vehicle ( FCHV ).

FCHV pada prinsipnya adalah mobil yang menggunakan mesin listrik dengan tenaga listrik yang diperoleh oleh lewat reaksi kimia yang menggabungkan gas hidrogen dengan gas oksigen yang diperoleh dari udara. Sisa pembakaran yang dihasilkannya adalah air sehingga dianggap sangat aman untuk pelestarian lingkungan.

Selain itu, berbeda dengan mobil listrik konvensional yang perlu mengisi kembali baterainya selama beberapa jam, pengisian gas hidrogen hanya memerlukan sekitar lima menit.

Untuk fuel cell dengan tangki yang dapat membawa hidrogen sebanyak 340 atm memungkinkan mobil menempuh 161 km pada satu kali pengisian. Walaupun tangki membawa hidrogen lebih sedikit, yaitu 200 atm tetapi jika diberi baterai tambahan, baterai NiMH, jarak tempuh mobil meningkat dan dapat mencapai 250 km pada satu kali pengisian. Baterai tambahan membantu mobil saat berakselerasi atau membutuhkan tenaga lebih besar. Pengisian baterai NiMH dilakukan saat mobil menurunkan kecepatan (deselerasi).

Read More