PENGGUNAAN ENERGI ALTERNATIF

· Semua makhluk hidup membutuhkan energi baik untuk kelangsungan hidupnya yang didapat dari makanan juga untuk keperluan sehari-hari.

· Energi yang digunakan untuk keperluan sehari-hari diambil dari alam, seperti minyak tanah, batu bara, bensin yang merupakan sumber daya alam yang tidak dapat diperbaharui. Sumber daya ini diperoleh dari penambangan makhluk hidup yang tertimbun selama jutaan tahun.

· Karena pembentukannya memerlukan waktu yang sangat panjang (jutaan tahun) maka kita tidak akan mendapatkannya lagi setelah ditambang.

· Karena itulah kita harus mencari bahan bakar lain sebagai pengganti bahan bakar minyak bumi ini.

Berbagai Sumber Energi Alternatif

Matahari

· Matahari merupakan sumber energi terbesar bagi bumi.

· Energi yang diberikan matahari berupa energi panas dan energi cahaya.

· Energi matahari dapat pula diubah dulu menjadi energi listrik baru kemudian dipakai untuk menjalankan berbagai peralatan sehari-hari.

· Teknologi maju sekarang dapat mengumpulkan energi panas matahari dan energi cahaya dalam suatu alat yang bernama panel surya dan sel surya.

· Sel surya mengubah cahaya matahari menjadi listrik. Sel surya dibuat dari lembaran silikon tipis. Bagian atas dari lembaran itu dibuat dari silikon yang sedikit berbeda dengan lembaran di bawahnya. Saat cahaya matahari jatuh mengenainya terjadi arus listrik yang mengalir lewat kawat yang menghubungkan antara bagian atas dengan bagian bawah. Saat ini sel surya sedang dicoba untuk menggerakkan mobil dan pesawat terbang bertenaga matahari.

· Energi panas matahari dimanfaatkan untuk memanaskan air di rumah-rumah dengan menggunakan panel surya. Panel surya dimanfaatkan untuk memanaskan air. Biasanya panel surya diletakkan di atas atap rumah, supaya panel surya dapat menyerap energi matahari dengan optimal.

· Panel surya tersusun atas lapisan kaca, lapisan tembaga dan pipa. Lapisan kaca merupakan bagian luar (atas). Di bawahnya ada lapisan tembaga yang dicat hitam. Tembaga merupakan penghantar panas yang baik. Demikian pula warna hitam adalah warna yang paling kuat menyerap panas. Panas yang dikumpulkan lapisan ini akan memanaskan rangkaian pipa yang ada di bawahnya. Di dalam pipa ini ada cairan, cairan ini pun kemudian memanas. Dengan bantuan pompa aliran panas dari cairan ini memanaskan air dalam tangki. Dengan demikian air dalam tangki pun seluruhnya menjadi panas.

Angin

· Tenaga angin sudah dimanfaatkan orang sejak zaman dahulu kala.

· Kapal layar dapat berkeliling dunia dengan hanya menggunakan energi angin.

· Tenaga angin juga digunakan untuk menjalankan mesin penggiling jagung dan pompa air.

· Kincir angin tradisional masih digunakan di Belanda.

· Saat ini tenaga angin dimanfaatkan untuk menghasilkan listrik. Alat yang menghasilkan listrik dari tenaga angin ini disebut aerogenerator. Generator ini pada umumnya berbentuk menara. Pada puncak menara dipasang kincir atau baling-baling. Baling-baling akan berputar saat terkena angin. Panjang baling-baling ada yang mencapai 20 m. Perputaran baling-baling inilah yang menyebabkan generator menghasilkan listrik.

· Aerogenerator ini dipasang di lapangan terbuka yang sangat luas. Jumlah aerogenerator yang dipasang sangat banyak, semakin banyak aerogenerator semakin besar energi listrik yang dihasilkan.

Air

· Air dapat dipakai sebagai sumber energi.

· Aliran air yang sangat deras dapat dipakai sebagai sumber energi gerak.

· Energi gerak ini digunakan untuk menghasilkan listrik.

· Aliran air yang makin banyak dan deras menghasilkan listrik yang makin besar.

· Pada pembangkit listrik tenaga air, air biasanya dibendung sehingga permukaannya menjadi tinggi. Stasiun pembangkit listrik tenaga air biasanya dibangun di daerah perbukitan yang memiliki curah hujan yang tinggi. Air yang dibendung, posisinya jauh lebih tinggi dari stasiun pembangkit listriknya. Air yang dibendung ini kemudian dialirkan melalui terowongan yang menurun. Aliran air itu memutar turbin yang dihubungkan dengan generator. Generator yang berputar menghasilkan energi listrik.

Panas bumi

· Di dalam inti bumi terdapat magma yang merupakan sumber tenaga panas bumi. Sebagin kecil magma mengalir melewati celah-celah rekahan di dalam lapisan kulit bumi. Aliran magma ini kemudian memanaskan batuan serta air tanah. Air tanah panas yang memancar di permukaan bumi bernama geyser.

· Tenaga panas bumi digunakan untuk menghasilkan listrik. Air dingin dari permukaan dipompa dan dialirkan melalui pipa ke dalam tanah hingga ke lapisan batuan panas. Saat sampai di sana air langsung mendidih dan berubah menjadi uap air panas. Uap panas ini memutar turbin, turbin kemudian memutar generator sehingga listrik dihasilkan.

Keuntungan Penggunaan Energi Alternatif

· Keuntungan dari bahan bakar fosil adalah:

1. Tidak membutuhkan biaya besar untuk mendapatkannya.

2. Penggunaan bahan bakat fosil lebih mudah penggunaannya.

· Kerugian penggunaan bahan bakar fosil di antaranya:

1. Ketersediaannya yang terbatas.

2. Bahan bakar fosil mengandung racun sebagai sisa pembakaran sehingga merusak lingkungan.

· Sumber energi alternatif memiliki keuntungan sebagai berikut :

1. Ketersediaannya yang tidak terbatas.

2. Energi yang dihasilkan oleh tenaga alternatif sangat besar.

3. Energi alternatif tidak mencemari lingkungan karena tidak meghasilkan zat-zat buangan.

· Kesulitan dalam memanfaatkan tenaga alternatif ini adalah:

1. Mmembutuhkan biaya yang besar untuk memulai penyediaan teknologi baru berupa infrastruktur dll.

2. Membutuhkan teknologi baru untuk dapat melakukan eksplorasi tenaga alternatif ini.

3. Tenaga alternatif kadangkala bergantung pada musim, seperti jumlah air yang hanya tersedia besar pada saat musim hujan.

.

GAYA

· Gaya adalah tarikan dan dorongan. Segala bentuk tarikan dan dorongan adalah gaya.

· Contoh tarikan adalah gerakan menarik pintu, menarik gerobak, menarik tali timba dan menarik layang-layang.

· Contoh dorongan adalah gerakan mendorong meja, menutup pintu, menekan tombol, menginjak pedal sepeda dan menendang bola.

· Gaya tidak dapat dilihat tetapi akibat gaya pada sebuah benda dapat dilihat dan dirasakan.

· Di dalam air yang tidak ada makhluk hidupnya pun ada gaya.

A. Gaya Mempengaruhi Gerak dan Bentuk Benda

· Gaya yang diberikan pada sebuah benda mengakibatkan berbagai perubahan. Benda diam menjadi bergerak, benda bergerak menjadi makin pelan atau makin cepat. Gaya juga dapat membuat benda bergerak menjadi berubah arah atau berubah bentuk.

1. Gaya mempengaruhi benda diam

· Mobil yang mogok akan bergerak maju bila didorong, meja akan bergerak bila ditarik. Setelah ditepuk bola akan bergerak, kelereng akan bergerak setelah disentil.

· Tepukan dan sentilan adalah gaya dalam bentuk dorongan.

· Gaya menyebabkan benda diam jadi bergerak.

· Tanpa gaya tidak akan ada gerakan.

2. Gaya mempengaruhi benda bergerak

· Gaya yang diberikan pada benda bergerak memberikan hasil yang bermacam-macam.

· Benda bergerak menjadi diam jika diberikan gaya.

· Bola yang menggelinding dapat berhenti saat ditahan dengan kaki atau malah bergerak berubah arah.

· Benda bergerak pun dapat bergerak makin cepat bila mendapat gaya. Meja akan bergeser dengan cepat jika orang yang mendorongnya makin banyak. Semakin banyak orang yang mendorong semakin besar gaya yang diberikan, benda dapat bergerak makin cepat.

· Bola yang menggelinding di lantai yang datar semakin lama akan semakin pelan hingga akhirnya berhenti. Hal ini terjadi karena ada gesekan antara bola dan lantai. Gesekan akan memperlambat gerak benda.

· Bola yang menggelinding di lantai menurun akan semakin cepat menggelinding. Di lantai miring, gaya yang mendorong benda lebih besar dari pada gesekan.

· Selain gaya karena adanya dorongan dan tarikan buatan manusia, ada juga gaya alami yang diberikan oleh alam semesta, salah satunya adalah gaya tarik yang diberikan oleh bumi yaitu gaya tarik bumi atau gravitasi.

· Gaya ini menyebabkan semua benda yang terlempar ke atas akan selalu kembali menuju pusat bumi (jatuh ke bumi).

· Contohnya adalah daun-daunan yang terlepas dari tangkainya akan jatuh ke bumi, bola yang dilempar ke atas akan jatuh ke bumi, penerjun payung yang meloncat dari pesawat akan jatuh ke bumi.

3. Gaya mempengaruhi bentuk benda

· Sebuah kaleng yang dipukul dapat berubah bentuk, kaleng berubah bentuk akibat mendapatkan gaya (pukulan adalah gaya dalam bentuk dorongan).

· Hal ini menunjukkan gaya dapat merubah bentuk benda.

· Semakin besar gaya yang dikenakan maka semakin besar perubahan benda yang dapat terjadi.

B. Pengaruh Gaya Terhadap Benda di Dalam Air

· Pada saat benda berada di dalam air, ada tiga posisi yang mungkin terjadi, yatu terapung, melayang dan tenggelam.

1. Terapung : sebagaian benda ada di dalam air dan sebagian lagi muncul di permukaan air.

2. Melayang : semua bagian benda tercelup di dalam air tetapi tidak sampai menyentuh dasar air.

3. Tenggelam : semua bagian benda ada di dasar air.

· Benda-benda tertentu memiliki seperti plastik, gayung, steroform akan terapung bila dimasukkan ke dalam air.

· Jika kita mendorong benda itu ke dalam air maka seolah-olah air menahannya. Air memang memberi tekanan ke atas. Ini menunjukkan bahwa air memberikan gaya ke atas.

· Gaya ke atas oleh air dapat kita rasakan pada saat kita berenang di air dalam, air seperti menekan (mendorong) kita ke atas hingga badan kita dapat mengapung.

· Bila kita menggendong teman kita di dalam air maka kita dengan mudah bisa mengangkatnya, ini terjadi karena gaya dorong air ke atas membantu kita meringankan beban.

· Luas permukaan dapat menentukan posisi benda di dalam air. Sebuah plastisin yang berbentuk bola akan tenggelam, sedangkan plastisin yang berbentuk perahu akan terapung bila dimasukkan ke dalam air. Plastisin yang berbentuk bola memiliki luas permukaan yang lebih sempit, sehingga memberikan berat yang lebih besar dari pada gaya ke atas dari air. Karena itu plastisin tenggelam. Sedangkan plastisin yang berbentuk perahu memiliki permukaan yang lebih luas sehingga berat plastisin lebih ringan dari pada gaya ke atas dari air karena itu plastisin terapung.

· Gaya ke atas di dalam air memberikan manfaat bagi manusia. Manusia dapat mengarungi lautan dengan bantuan perahu atau kapal laut. Kapal laut yang terapung di air bila mengalami kebocoran maka air akan masuk ke dalam kapal sehingga kapal tenggelam.

· Ada sebuah kapal yang dapat tenggelam, terapung atau pun melayang. Kapal yang demikian bernama kapal selam. Kapal selam memiliki sebuah mekanisme di mana air bisa dimasukkan ke dalam rongga kapal supaya kapal dapat tenggelam atau melayang. Rongga tersebut terdapat di sekeliling badan kapal. Jika kapal ingin terapung maka air di dalam rongga kapal dikeluarkan dan diisi penuh dengan udara.

A. Energi Panas

Sumber energi panas

· Semua yang menghasilkan panas disebut sumber energi panas. Lilin yang menyala menghasilkan panas, api unggun menghasilkan panas, gesekan dua benda dapat menghasilkan panas. Lilin, api unggun dan gesekan antara dua benda adalah sumber energi panas.

· Bila kita menggosokkan dua telapak tangan kita makan akan terasa panas, itulah sebabnya bila orang kedinginan biasanya mereka menggosokkan kedua telapak tangannya untuk mengurangi rasa dingin yang menyerang.

· Pada zaman dulu orang membuat api dengan cara menggosok-gosokkan dua batu. Dua batu yang digosok-gosokkan akan menghasilkan panas. Lama kelamaan gosokkan kedua batu tersebut akan menghasilkan percikan api, percikan tersebut dipakai untuk membakar daun kering.

· Sumber energi terbesar di alam adalah matahari. Matahari memancarkan hingga kita dapat merasakan panasnya, energi yang dimiliki matahari adalah energi panas.

Perpindahan panas

· Panas dapat berpindah dari suatu benda ke benda lainnya, seperti tempat duduk yang kita duduki terasa panas karena panas dari tubuh kita berpindah ke kursi.

· Bagaimana caranya supaya energi panas ini tidak berpindah? Seorang Saintis dari Skotlandia bernama James Dewar menemukan sebuah alat pencegah perpindahan energi panas. Alat ini bernama termos. Air panas atau dingin yang dimasukkan ke dalam termos akan tetap panas atau dingin dalam waktu yang lama. Bagian dalam termos terbuat dari botol kaca yang dindingnya berlapis dua. Dinding gelas itu juga dicat perak. Ruang hampa di antara kedua dinding dan cat perak dapat mencegah perpindahan panas. Penutup termos biasanya terbuat dari gabus atau plastik tahan panas.

· Panas dapat berpindah dari sumbernya ke tempat lain.

· Panas matahari berpindah ke bumi sehingga permukaan bumi menjadi hangat. Meskipun sebagian panasnya telah hilang namun matahari tidak kemudian menjadi dingin.

· Air panas juga merupakan sumber energi panas. Panas yang dikandungnya tentu dapat berpindah, tetapi air panas tidak seperti matahari, air panas tidak bisa menghasilkan panas yang baru. Karena ada panas yang ke luar, air yang semula panas dapat berubah menjadi dingin. Panas itu pindah ke udara luar yang lebih dingin.

B. Energi Bunyi

Sumber energi bunyi

· Kita dapat mendengar bunyi dari alat musik yang dimainkan (digetarkan).

· Dalam keadaan diam alat musik tidak mengeluarkan bunyi.

· Semua benda bergetar yang menghasilkan bunyi disebut sumber bunyi.

· Getaran bunyi merambat ke segala arah dalam bentuk gelombang, mirip seperti gelombang air. Makin jauh dari sumber bunyi, bunyi terdengar makin lemah.

· Satu kali kali gerak ke atas dan ke bawah disebut satu getaran.

· Banyak getaran yang terjadi dalam satu detik disebut kekerapan atau frekuensi.

· Bunyi yang frekuensinya teratur disebut nada.

· Tidak semua bunyi dapat kita dengar, tergantung pada jumlah frekuensinya. Manusia hanya dapat mendengar suara audiosonik, yaitu bunyi yang getarannya dalam rentang 20-20.000 getaran per detik (bunyi yang frekuensinya antara 20 – 20 ribu).

· Gajah dan jangkrik dapat mendengar suara infrasonik, yaitu bunyi yang getarannya kurang dari 20 getaran per detik (bunyi yang frekuensinya kurang dari 20).

· Sedangkan lumba-lumba dan kelelawar adalah hewan yang dapat mendengar suara ultrasonik, yaitu bunyi yang getarannya lebih dari 20 ribu getaran per detik (bunyi yang frekuensinya lebih dari 20 ribu) .

· Walaupun kita dapat mendengar suara dengan frekuensi antara 20 – 20 ribu, namun telinga kita paling peka pada frekuensi 1000. frekuensi ini adalah frekuensi suara orang bercakap-cakap biasa. Saat berbisik suara kita mencapai frekuensi 50, sementara saat berteriak frekuensi suara kita mencapai 10000.

· Getaran yang kuat akan menghasilkan bunyi yang kuat sedangkan getaran yang lemah akan menghasilkan bunyi yang lemah.

· Bila kita memetik dawai, maka kawat dawai akan melakukan simpangan, tinggi simpangan menunjukkan amplitudo.

· Dawai yang dipetik secara perlahan mempunyai simpangan yang kecil berarti amplitudonya kecil.

· Dawai yang dipetik secara kuat akan menghasilkan simpangan yang besar, artinya amplitudonya besar.

· Amplitudo yang besar akan menghasilkan getaran yang kuat sehingga menghasilkan bunyi yang kuat pula.

· Kuat lemahnya bunyi bergantung pada amplitudonya. Amplitudo adalah simpangan terjauh dari kedudukan kesetimbangan.

· Kesetimbangan adalah kedudukan benda pada saat tidak bergetar. Tinggi rendahnya bunyi bergantung pada frekuensinya (jumlah getarannya per detik).

Perambatan bunyi

· Di luar angkasa tidak ada udara, karena tidak ada udara maka kita menyebutnya sebagai ruang hampa udara.

· Di luar angkasa kita tidak bisa berbicara secara langsung seperti halnya di bumi, hal itu terjadi karena suara yang kita keluarkan tidak terdengar bila tidak ada media perambatannya.

· Media perambatan suara bisa berupa benda gas (udara), benda padat (tanah,tali, kulit dll) dan benda cair (air, minyak dll) .

· Astronot yang pergi ke luar angkasa bercakap-cakap dengan menggunakan radio, gelombang radio dapat merambat melalui ruang hampa.

Bunyi merambat melalui benda gas

· Contoh benda gas adalah udara. Pada saat hujan kita sering mendengar bunyi guntur.

· Bunyi guntur dapat kita dengar melalui udara. Jika udara tidak ada maka kita tidak dapat mendengar suara guntur.

· Begitu pula yang terjadi pada lonceng, media perantara bunyi lonceng adalah udara. Pada saat lonceng dipukul maka terjadi tumbukan antara lonceng dan pemukul.

· Benturan tadi menghasilkan getaran, getaran tadi akan menyebabkan molekul udara di sekitarnya turut bergetar, turun naik. Setiap molekul udara yang bergetar akan membuat molekul udara di dekatnya bergetar juga.

· Dengan demikian gelombang bunyi merambat dari lonceng ke segala penjuru melalui molekul-molekul udara yang bergetar.

Bunyi merambat melalui benda cair

· Bunyi dapat merambat melalui zat cair. Seorang Saintis dari Perancis yang bernama Paul Langevin, membuat sebuah alat yang bernama sonar.

· Sonar digunakan untuk menentukan kedalaman air atau untuk mengetahui posisi suatu benda.

· Cara kerja sonar memanfaatkan sifat bunyi yang dapat merambat melalui zat cair. Sonar mengirimkan suara dengan frekuensi tertentu ke dasar laut, kemudian benda-benda yang ada di dasar laut akan memantulkan suara tersebut kembali. Waktu yang diperlukan untuk menempuh jarak dari sumber bunyi dicatat pada alat itu. Makin lama waktu yang diperlukan menunjukkan bahwa jarak benda tersebut makin jauh.

Bunyi merambat melalui benda padat

· Bunyi dapat merambat melalui benda padat, seperti suara kereta api dapat didengar dengan menempelkan telinga ke rel kereta api.

· Kecepatan perambatan bunyi melalui berbagai jenis benda tidak sama.

· Berdasarkan penelitian para ahli, bunyi yang merambat melalui benda padat lebih cepat terdengar dari pada yang merambat melalui benda cair atau pun benda gas.

· Kecepatan perambatan bunyi disebut juga cepat rambat bunyi.

· Cepat rambat bunyi di udara pada suhu 20⁰ C adalah 343 m/detik.

· Cepat rambat bunyi di air kira-kira 1500 m/detik.

· Cepat rambat bunyi di baja kira-kira 6000 m/detik.

Pemantulan dan Penyerapan Bunyi

Sifat bunyi yang lainnya adalah bahwa bunyi dapat dipantulkan dan diserap.

Pemantulan bunyi

· Sebuah bola yang kita lemparkan ke dinding yang keras akan mengalami pemantulan, bunyi juga memiliki sifat yang sama, bunyi pun dapat memantul.

· Pemantulan bunyi terjadi apabila bunyi tersebut dalam perambatannya dihalangi oleh benda yang permukaannya keras. Benda keras tersebut dapat berupa batu, kayu, besi, seng, kaca dll.

· Bunyi pantul yang memperkeras bunyi asli

Jika jarak antara sumber bunyi dan dinding pemantul dekat maka bunyi pantul terdengar hampir bersamaan dengan bunyi asli sehingga akan memperkeras bunyi asli.

Misal jika kita berbicara di dalam kamar kosong yang tertutup maka bunyi yang kita keluarkan akan mengenai dinding – dinding kamar. Bunyi itu dipantulkan sehingga suara terdengar menjadi lebih kuat.

· Gaung atau kerdam

Jika jarak antara sumber bunyi dan dinding pemantul cukup jauh maka bunyi hanya dipantulkan sebagian, akibatnya bunyi pantul mengganggu bunyi asli sehingga suara yang terdengar tidak jelas.

· Gema

Jika sumber bunyi berada di antara dua dinding pemantul maka bunyi akan dipantulkan oleh dua dinding tersebut sebanyak dua kali. Bunyi gema akan menyebabkan suara yang terdengar sebanyak dua kali dengan versi yang persis sama.

Gema sering terjadi di gua-gua, lembah-lembah dan bukit-bukit yang jaraknya jauh dan permukaannya keras dan rapat.

Penyerapan bunyi

· Selain dapat dipantulkan bunyi juga dapat diserap.

· Benda-benda yang dapat menyerap bunyi adalah benda yang permukaannya lunak, misalnya karet, karpet, goni, kertas, kain, busa, spon dan wol.

· Benda-benda yang demikian disebut peredam bunyi.

· Peredam bunyi diperlukan untuk meredam (menghindari terjadinya) suara gaung atau kerdam. Dinding dan langit-langit gedung pertemuan, gedung bioskop dan studio rekaman dilapisi dengan bahan-bahan tersebut supaya tidak terjadi gaung atau kerdam.