Tenaga

Tenaga () dalam konteks fizik merupakan suatu kuantiti skalar yang menerangkan jumlah kerja yang dapat dilakukan oleh sesebuah daya dan juga merupakan sejenis ciri pada objek dan sistem yang menuruti sebuah Hukum Keabadian. Jenis-jenis tenaga termasuklah tenaga kinetik, keupayaan, haba, graviti, bunyi, cahaya, elastik dan elektromagnetik.
Sejarah

Kemahaman tenaga mula dikembangkan seawal zaman Aristoteles pada abad ke-4 SM dengan ungkapan "kegiatan, kendalian".

Pada akhir abad ke-17, Gottfried Leibniz menggagaskan vis viva, atau gaya hidup, yang didefinisikan sebagai perkalian antara jisim sesebuah objek dengan kuadrat kelajuannya yang difikirkan malar kekal. Pengiraan kelajuan yang berkurangan akibat daya geseran difikirkan Leibniz dengan sutu teori bahwa tenaga suhu terdiri dari gerak acak dari bagian pembentuk zat, meski pada akhirnya hal ini mengambil masa lebih satu abad untuk diterima secara umum. Analogi modern dari besaran ini (tenaga kinetik) hanya berbeza pada faktor pengali setengah.

Gustave-Gaspard Coriolis menjelaskan "tenaga kinetik" pada tahun 1829, dan William Rankine memunculkan gagasan "tenaga kepupayaan" tahun 1853. Hukum keabadian tenaga juga pertama kali diusulkan pada awal abad ke-19, dan berlaku pada semua himpunan atau sistem semua benda fizikal yang saling berkaitan sifat yang terasing sendrii. Pernah dipertentangkan apakah panas adalah substansi fisika atau bukan, atau hanyalah besaran fizik seperti momentum. Pada tahun 1845 James Prescott Joule menemukan hubungan antara kerja mekanik dengan munculnya haba. Pengembangan ini memunculkan teori kekekalan tenaga, dirumuskan formal oleh William Thomson (Lord Kelvin) dalam termodinamika. Termodinamika memberikan penjelasan bagi pengembangan proses-proses kimia oleh Rudolf Clausius, Josiah Willard Gibbs, dan Walther Nernst. Clausius juga mengemukakan konsep entropi dan Jožef Stefan mengenalkan hukum tenaga radiasi. Menurut teorema Noether, hukum kekekalan tenaga adalah akibat daripada hukum fizik tidak berubah terhadap waktu.
Unit

Unit SI bagi tenaga ialah joule (J,) sempena nama James Prescott Joule. 1 joule bersamaan dengan 1 Newton-meter.
Prinsip Keabadian Tenaga

Mengikut Prinsip Keabadian, tenaga tidak boleh hilang atau dimusnahkan tetapi ia boleh di tukar kepada bentuk yang lain.
Kerja

Untuk rencana lanjutan, lihat kerja

Kerja adalah sukatan tenaga pada sesaran tertentu.

: E = \int \mathbf{F} \cdot \mathrm{d}\mathbf{s}

: \mathbf{F} ialah daya yang bertindak ke atas objek itu
: \mathrm{d} ialah jumlah sesaran ketika daya itu bertindak
Haba

Haba (disingkatkan Q, juga dipanggil perubahan haba) adalah pertukaran tenaga haba antara dua badan yang mempunyai suhu yang berlainan. Unit SI bagi haba ialah joule.

Kaitan antara haba dan tenaga sama dengan kaitan antara kerja dan tenaga. Haba mengalir antara kawasan yang tidak berada dalam keadaan keseimbangan haba; haba mengalir dari kawasan yang bersuhu tinggi ke kawasan yang bersuhu rendah. Semua objek (jirim) mempunyai tenaga dalaman yang berkaitan dengan pergerakan rawak atom dan molekul dalam jirim. Tenaga dalaman ini berkadaran terus kepada suhu objek itu. Apabila dua objek yang berlainan suhu bersentuhan secara terma, mereka akan menukar tenaga dalaman sehinggalah suhu kedua-dua objek sama. Jumlah tenaga yang dipindah adalah jumlah tenaga yang ditukar. Biasanya haba dikelirukan dengan tenaga dalaman, tetapi kedua-duanya ada perbezaan: haba berkaitan dengan perubahan tenaga dalaman dan kerja yang dilakukan oleh sesuatu sistem. Istilah haba digunakan untuk memperihalkan pengaliran tenaga; manakala istilah tenaga dalaman digunakan untuk memperihalkan tenaga. Memahami perbezaan ini adalah keperluan untuk memahami hukum pertama termodinamik.

Sinaran inframerah biasanya dikaitkan dengan haba, kerana haba pada suhu bilik ke atas akan mengeluarkan radiasi yang tertumpu kepada jalur inframerah tengah

Haba ialah pertukaran tenaga diantara dua objek yang berlainan suhu.
Tenaga Kinetik

Untuk rencana lanjutan lihat tenaga kinetik

Tenaga kinetik adalah komponen tenaga yang berkaitan dengan pergerakan sesuatu objek.

:E_k = \int\frac{1}{2} mv^2 \,

dimana

:E_k\, ialah tenaga kinetik
:m\, ialah jisim objek
:v\, ialah halajuobjek
Tenaga keupayaan

Tenaga keupayaan adalah tenaga yang tersimpan di dalam suatu objek.
Tenaga keupayaan graviti

Tenaga keupayaan graviti ialah tenaga yang tersimpan di dalam objek yang terletak pada ketinggian tertentu.

: U_g = m g h \,
: m \, jisim objek
: h \, ketinggian objek dari permukaan
Tenaga keupayaan kenyal

Tenaga keupayaan kenyal ialah tenaga yang tersimpan dalam spring.

: U_e = {1\over2}kx^2

: k \, pemalar spring
: x \, jarak spring dimampatkan dari kestabilan
Tenaga Dalam Gerakan Harmonik Mudah

Dalam gerakan harmonik mudah, terdapat dua jenis tenaga iaitu tenaga kinetik dan tenaga keupayaan kenyal. Maka jumlah tenaga ialah

: E = \frac{1}{2} mv_x^2 + \frac{1}{2}kx^2 \,
: E = \frac{1}{2}m[-\omega A sin(\omega t + \phi)]^2 + \frac{1}{2}k[A cos(\omega t + \phi)]^2 \,
: E = \frac{1}{2}kA^2 sin^2(\omega t + \phi) + \frac{1}{2}kA^2 cos^2(\omega t + \phi) \,
: E = \frac{1}{2}kA^2 \,
Lihat juga

* Gerakan berkala
* Kuasa
* Momentum
Rujukan

Kategori:Sains
Kategori:Sains tulen
Kategori:Fizik
Kategori:Konsep fizik asas