ENERGI

Makhluk hidup membutuhkan energi untuk melakukan aktivitas atau usaha, seperti : bergerak, bernapas, tumbuh dan berkembang.

Energi adalah kemampuan untuk melakukan usaha (kerja) atau melakukan suatu perubahan.

Daftar isi

• Bentuk energi
• Makanan sebagai sumber energi
• Transformasi energi di dalam sel
• Pencernaan makanan
• Soal latihan

Bentuk Energi

Berikut contoh beberapa bentuk energi :

1. Energi Potensial
Energi potensial adalah energi yang tersimpan/tersembunyi dalam suatu benda, diantaranya meliputi energi potensial elastis, energi potensial gravitasi, dan energi potensial listrik. Energi potensial elastis terdapat pada benda yang dapat diregangkan misalnya busur panah dan pegas. Sedangkan energi potensial gravitasi terdapat pada benda karena kedudukan atau posisi suatu benda terhadap acuan tertentu. Energi potensial gravitasi yang dekat dengan permukaan bumi atau permukaan planet sering disebut energi potensial saja.

Energi potensial dirumuskan :

E_p = m g h




Keterangan :

• E_p = energi potensial (J)
• m = massa (kg)
• g = percepatan gravitasi (m/s²)
• h = ketinggian (m)


Soal :

Sebuah benda memiliki massa 2 kg berada pada ketinggian 10 m. Jika percepatan gravitasi bumi adalah 10 m/s² maka nilai energi potensial benda tersebut adalah ....



2. Energi Kinetik
Energi kinetik adalah energi yang dimiliki benda karena kecepatannya. Sehingga Energi kinetik terdapat pada benda yang bergerak.

Energi kinetik dirumuskan :

E_k = ½ m v²




Keterangan :

• E_k = energi kinetik (J)
• m = massa (kg)
• v = kecepatan (m/s)


Soal :

Sebuah benda memiliki massa 6 kg bergerak dengan kecepatan 4 m/s. Energi kinetik benda tersebut adalah ....



3. Energi Mekanik
Energi Mekanik merupakan penjumlahan dari energi potensial dan energi kinetik.

Energi mekanik dirumuskan :

E_m = E_p + E_k



Soal :

Buah kelapa jatuh dari ketinggian 10 m. Jika massa kelapa tersebut adalah 0,6 kg maka energi potensial dan energi kinetik benda tersebut pada ketinggian 4 m adalah ....



4. Energi Listrik
Energi listrik adalah energi yang ditimbulkan dari muatan listrik yang bergerak (arus). Energi listrik dapat diubah menjadi bentuk energi lainnya. Misalnya energi listrik diubah menjadi energi cahaya dengan menggunakan lampu, energi listrik diubah menjadi energi kinetik pada kipas angin. Sehingga energi listrik digunakan sebagai sumber energi barang-barang elektronik untuk menjalankan fungsinya.


5. Energi Kimia
Energi kimia adalah energi yang terdapat dalam suatu zat karena kemampuannya mengalami reaksi kimia dan berubah menjadi zat lain. Misalnya energi kimia yang terdapat pada bahan bakar seperti solar dan bensin, dan energi kimia yang terdapat dalam bahan makanan.

Sumber Energi

Sumber energi adalah segala sesuatu yang dapat menghasilkan energi. Secara umum sumber energi dapat dibedakan menjadi sumber energi terbarukan dan sumber energi tak terbarukan.

Sumber Energi tidak Terbarukan

Sumber energi tak terbarukan adalah sumber energi yang tidak dapat diperbarui dan dapat habis jika digunakan secara terus-menerus.
Contoh :

1. Energi hasil tambang : minyak bumi, gas, dan batu bara.
2. Energi nuklir

Sumber Energi Terbarukan

Sumber energi terbarukan adalah sumber energi yang dapat diperbarui dan tidak dapat habis jika digunakan secara terus-menerus dalam waktu yang lama.
Contoh :

1. Matahari
2. Pembangkit Listrik Tenaga Air
3. Energi angin
4. Energi tidal

Makanan sebagai Sumber Energi

Makanan merupakan sumber energi bagi makhluk hidup. Makanan berperan menghasilkan energi agar tubuh dapat melakukan aktivitas seperti tumbuh dan berkembang, memelihara dan memperbaiki sel-sel yang rusak, agar tubuh terlindungi dan tahan dari penyakit.

Zat makanan yang berperan sebagai sumber energi bagi manusia yaitu karbohidrat, protein, dan lemak.

1. Karbohidrat
Karbohidrat berperan sebagi sumber energi, dalam 1 gram karbohidrat setara dengan 4 kalori. Karbohidrat terdapat pada bahan makanan seperti beras, jagung, kentang, gandum, dan buah-buahan yang rasanya manis.
2. Protein
Protein dibutuhkan sebagai penghasil energi, dalam 1 gram protein menghasilkan 4 kalori. Selain itu protein berperan untuk pertumbuhan dan mengganti sel-sel tubuh yang rusak, pembuat enzim dan hormon, dan pembentuk antibodi. Bahan makanan yang banyak mengandung protein diantaranya :
1. Protein hewani : daging, minyak, ikan, telur, susu, dan keju.
2. Protein nabati : kacang-kacangan, tahu, tempe, dan gandum.
3. Lemak
Lemak berperan sebagai sumber energi yang menyediakan 9 kalori setiap gramnya. Selain itu lemak berperan sebagai pelarut vitamin A, D, E, dan K, pelindung organ-organ penting tubuh, dan pelindung tubuh dari suhu yang rendah. Bahan makanan yang mengandung banyak lemak, antara lain :
1. Lemak hewani : keju, susu, daging, kuning telur
2. Lemak nabati : kelapa, kemiri, kacang-kacangan, dan buah alpukat

Transformasi Energi di dalam Sel

Transformasi energi adalah proses perubahan energi dari satu bentuk energi ke bentuk energi lainnya. Di dalam sel terdapat organel sel yang mampu mentransformasi energi, diantaranya adalah kloroplas dan mitokondria.

Kloroplas

Kloroplas merupakan organel sel tumbuhan, di dalamnya terdapat zat hijau daun (klorofil). Klorofil berperan dalam menangkap energi radiasi sinar matahari untuk dikonversi menjadi energi potensial dan energi kimia melalui fotosintesis.

Reaksi fotosintesis :

Mitokondria

Mitokondria terdapat pada sel tumbuhan dan hewan, pada hewan mitokondria banyak ditemui pada sel otot dan sel saraf. Mitokondria mampu mengkonversi energi kimia dari bentuk zat makanan karbohidrat, protein, dan lemak menjadi energi ATP melalui respirasi.

Reaksi respirasi :

Respirasi merupakan proses pembebasan energi yang tersimpan dalam zat sumber energi melalui proses kimia dengan menggunakan oksigen.

Transformasi energi di dalam tubuh makhluk hidup terjadi melalui proses kimia. Proses kimia yang terjadi di dalam tubuh makhluk hidup dikenal dengan istilah metabolisme. Metabolisme disebut reaksi enzimatis karena metabolisme selalu melibatkan enzim sebagai katalisator dalam reaksi. Metabolisme terdiri atas :

1. anabolisme : reaksi pembentukan dari senyawa sederhana menjadi senyawa kompleks seperti : fotosintesis.
2. katabolisme : reaksi penguraian dari senyawa kompleks menjadi senyawa lebih sederhana seperti : respirasi.

Pencernaan Makanan

Karbohidrat, protein, dan lemak merupakan senyawa kompleks yang tidak dapat diserap langsung oleh tubuh untuk menghasilkan energi. Sehingga zat makanan tersebut perlu dicerna menjadi senyawa yang lebih sederhana. Karbohidrat misalnya dicerna menjadi monosakarida, protein dipecah menjadi asam amino, sedangkan lemak dipecah menjadi asam lemak dan gliserol.

Karbohidrat

Monosakarida dibawa oleh aliran darah sebagian besar menuju hati dan sebagian lainnya dibawa ke sel jaringan tertentu dan mengalami proses metabolisme lebih lanjut.

Di dalam hati, monosakarida mengalami proses sintesis menghasilkan :

1. glikogen,
2. dioksidasi menjadi CO₂ dan H₂O, atau
3. dilepaskan untuk dibawa oleh aliran darah ke bagian tubuh yang memerlukan.

Glukosa merupakan bentuk monosakarida yang paling penting. Kadar glukosa dalam darah diatur oleh hati dengan bantuan hormon insulin yang dikeluarkan oleh kelenjar pankreas.

Hormon yang mengatur kadar gula dalam darah yaitu :

1. Hormon insulin, dihasilkan oleh pankreas berfungsi menurunkan kadar glukosa dalam darah.
2. Hormon adrenalin, dihasilkan oleh korteks adrenal berfungsi menaikkan kadar glukosa dalam darah.

Protein

Asam amino diabsorbsi melalui dinding usus halus dan diedarkan melalui pembuluh darah. Sebagian besar asam amino langsung digunakan oleh jaringan tubuh. Sebagian lain mengalami proses pelepasan gugus amin di hati, dikenal dengan istilah deaminasi protein. Protein tidak disimpan di dalam tubuh, kelebihan protein akan segera dibuang atau diubah menjadi zat lain. Kelebihan protein dalam tubuh dapat mengakibatkan pembengkakan hati dan ginjal.

Gangguan kekurangan protein umumnya terjadi bersamaan dengan kekurangan karbohidrat. Gangguan tersebut dinamakan busung lapar atau Hunger Oedema (HO), diantaranya yaitu :

1. Kwashiorkor, terjadi ketika tubuh kekurangan protein yang parah.
2. Marasmus, kondisi ketika tubuh kekurangan protein dan zat makanan lainnya.

Lemak

Lemak dihidrolisis menjadi asam lemak dan gliserol dengan bantuan enzim lipase. Hasil pencernaan lemak diangkut oleh pembuluh getah bening.

Soal Latihan

Pilihlah salah satu jawaban berikut yang paling tepat!

1. Kemampuan untuk melakukan perubahan disebut ....
1. energi
2. gaya
3. pergerakan
4. gesekan

2. Energi yang menyebabkan suatu benda bergerak disebut energi ....
1. potensial
2. kinetik
3. listrik
4. gesekan

3. Saat kita menahan buku pada ketinggian tertentu, energi yang tersimpan antara buku dan permukaan tanah adalah jenis energi ....
1. kinetik
2. potensial gravitasi
3. potensial elastik
4. potensial listrik

4. Energi potensial gravitasi dipengaruhi oleh ... dan ... dari benda.
1. tinggi dan berat
2. massa dan kecepatan
3. massa dan ketinggian
4. gesekan dan kecepatan

5. Energi kinetik dari benda yang massanya 6 kg bergerak dengan kecepatan 3 m/s adalah ....
1. 6 J
2. 12 J
3. 18 J
4. 27 J

6. Energi kinetik pada sebuah benda 10 kg yang bergerak adalah 20 J. Kecepatan benda tersebut adalah ....
1. 2 m/s
2. 4 m/s
3. 10 m/s
4. 200 m/s

7. Hitunglah massa benda yang bergerak dengan kecepatan 2 m/s, jika energi kinetik benda tersebut adalah 100 J!
1. 25 kg
2. 50 kg
3. 100 kg
4. 200 kg

8. Energi potensial benda bermassa 3 kg yang berada pada ketinggian 40 m adalah .... (g = 9,8 m/s²)
1. 1167 J
2. 1176 J
3. 1716 J
4. 1761 J

9. Benda yang massanya 0,5 kg jatuh dari ketinggian 12 m tanpa kecepatan awal. Jika percepatan gravitasi bumi adalah 10 m/s², kecepatan benda saat ketinggian benda 7 m adalah ....
1. 6 m/s
2. 8 m/s
3. 10 m/s
4. 12 m/s

10. Kelebihan menggunakan sumber energi terbarukan dibandingkan dengan energi tak terbarukan adalah ....
1. biaya pembangunan instalasi lebih murah
2. lebih banyak menghasilkan energi
3. proses pengolahan sumber energi relatif mudah
4. sedikit menimbulkan polusi

11. Organel sel yang berperan dalam mengubah energi radiasi matahari menjadi energi kimia dan energi potensial adalah ....
1. mitokondria
2. kloroplas
3. lisosom
4. badan golgi

12. Jenis metabolisme yang terjadi pada organel sel mitokondria adalah ....
1. anabolisme
2. katabolisme
3. anabolisme dan katabolisme
4. tidak kedua-duanya

13. Hasil akhir dari pencernaan karbohidrat dapat berupa ....
1. glukosa
2. fruktosa
3. galaktosa
4. ketiganya benar

14. Pada suatu sel hewan terdapat organel sel yang jumlahnya sangat banyak. Jika organel sel tersebut berperan sebagai tempat berlangsungnya transformasi energi, kemungkinan sel hewan tersebut adalah ....
1. sel darah
2. sel otot
3. sel lemak
4. sel tulang

15. Hasil pencernaan zat makanan yang diedarkan melalui pembuluh getah bening adalah ....
1. protein
2. karbohidrat
3. lemak
4. monosakarida