Hukum Kekekalan Energi adalah salah satu prinsip dasar dalam fisika yang menyatakan bahwa energi dalam suatu sistem tertutup tidak dapat diciptakan atau dihancurkan, melainkan hanya dapat diubah dari satu bentuk energi ke bentuk lainnya. Dalam kata lain, jumlah total energi dalam sistem tersebut tetap konstan selama tidak ada energi yang masuk atau keluar dari sistem tersebut.

Hukum ini berlaku dalam berbagai jenis sistem fisika, baik sistem mekanik, termodinamika, maupun dalam fisika modern, dan bisa dinyatakan sebagai berikut:

Berikut adalah beberapa bentuk utama dari energi yang terlibat dalam hukum kekekalan energi:

1. Energi Kinetik: Energi yang dimiliki oleh suatu benda karena gerakannya. Rumus energi kinetik adalah:

   $$E_{ ext{kinetik}} = frac{1}{2} m v^2$$

   di mana $m$ adalah massa dan $v$ adalah kecepatan benda.

2. Energi Potensial: Energi yang dimiliki oleh suatu benda karena posisi atau keadaan tertentu. Contoh energi potensial gravitasi yang disebabkan oleh ketinggian:

   $$E_{ ext{potensial}} = m g h$$

   di mana $m$ adalah massa benda, $g$ adalah percepatan gravitasi, dan $h$ adalah ketinggian benda dari permukaan tanah.

3. Energi Internal: Energi yang terkandung dalam suatu sistem, seperti energi panas dalam benda. Ini termasuk dalam hukum kekekalan energi, terutama dalam sistem termodinamika.

Penerapan Hukum Kekekalan Energi

Hukum ini digunakan dalam berbagai situasi fisika sehari-hari, seperti:

• Gerak Benda: Dalam gerak peluru atau bola, energi potensial yang dimiliki benda pada titik tertinggi (misalnya saat dilempar) akan berubah menjadi energi kinetik saat benda jatuh.
• Pembangkit Listrik: Dalam pembangkit listrik, energi potensial (misalnya dari air di bendungan) diubah menjadi energi kinetik dan kemudian menjadi energi listrik.
• Panas dan Kerja: Dalam mesin termodinamika, seperti mesin uap atau mobil, energi kimia dari bahan bakar diubah menjadi energi panas dan kerja.

Pengecualian

Meskipun hukum ini sangat umum, ada beberapa hal yang perlu diperhatikan:

• Energi Kehilangan (Kerugian): Dalam sistem nyata, seperti mesin, sebagian energi sering hilang sebagai panas karena gesekan, hambatan udara, atau konversi energi tidak sempurna. Oleh karena itu, hukum ini sering diterapkan pada sistem tertutup dalam teori ideal, namun dalam praktiknya energi bisa berubah menjadi bentuk yang tidak diinginkan, seperti panas.

• Sumber Energi Eksternal: Hukum kekekalan energi hanya berlaku dalam sistem tertutup. Jika ada interaksi dengan lingkungan luar (misalnya, energi yang diberikan oleh sumber eksternal), maka energi bisa masuk atau keluar dari sistem tersebut.

Dengan demikian, hukum kekekalan energi adalah dasar yang sangat penting untuk memahami bagaimana energi bekerja dalam berbagai situasi fisika.