BAB 5 E N E R G I. W = F II d...(5.1)

Transkripsi

1 5 E N E G I 5.1 Krja Kata krja iliki arti pada bahasa shari-hari. Ttapi dala fisika,krja dibri arti yang spsifik untuk ndskripsikan apa yang dihasilkan olh gaya ktika ia bkrja pada bnda sntara bnda trsbut brgrak dala jarak trtntu. Lbih spsifik lagi,krja krja yang dilakukan pada sbuah bnda olh gaya konstan (konstan dala hal bsat atau arah) didfinisikan sbagai hasil kali prpindahan dngan koponn gaya yang sjajar dngan prpindahan. Dala bntuk prsaaan,dapat kita tuliskan W = F II d...(5.1) Diana F II adalah koponn gaya yang konstan F yang sjajar dngan prpindahan d Kita juga dapat nulisdkan W = Fd cos...(5.) Diana F adalah bsar gaya konstan,d adalah bsar prpindahan bnda,dan suidut arah gaya dan prpindahan. Faktor cos uncul dari prsaaan 5. karna F cos (=F II ) adalah koponn F yang sjajar dngan d (gabar 5.3). Krja rupakan bsaran skalar yang hanya punyai bsar saja. Nilai W akan brnilai positif jika grak suatu sist sarah dngan arah gaya yang dibrikan (F) akan ttapi W akan brnilai ngatif apabila grak suatu bnda brlawanan dngan arah gaya yang dibrikan pada suatu sist Tidak dapat dikatakan suiatu gaya lakukan usaha pada suatu sist apabila gaya trsbut tidak rubah kadaan sula suatu sist,sprti gaya kontak ja pada balok(fc) srta gaya grafitasi pada balok(fg) yang tidak rubah kdaan balok lihat pada gabar (5.1) (Gaabar 5.1) 3

2 Sbagai contoh Fa sarah dngan dngan grak balok pada gabar 5. aka krja yang dilakukan olh Fa dngan prpindahan balok sjauh 3 k kanan nilainya positif. F a = 5N. Dan prpindahan balok (d) = 3 aka krjanya adalah Wa= W f W W Fa d = 5N x 3 = 15N. F d 3Nx3 9N. a f W c W g W f 15N N. 6N. Gabar (5.) Pada gabar 5.3 gaya yang dikrjakan pada balok punyai sudut o 30 thadap harizontal,aka bsarnya gaya harizontal adalah: o o Fax Fa cos30 5cos N Krja yanag dilakukan untuk indahkan balok brassa 3kg adalah Wa Faxd 4.4Nx3 13.N. (Gabar 5.3) saha yang kita didfinisikan di atas akan sangat branfaat dala ilu fisika.kata usaha yang didfinisikan scara khusus ini tidak ada hubungan dngan istilah yang digunakan shari-hari,dan agak bingungkan.contoh orang yang nahan bbabn brat di udara dapat dikatakan sdang brusaha dngan kras dan scara ilu fisiologi 4

3 pun ia sdang lakukan usaha yang brat.ttapi dala ilu fisika ia tidak lakukan usah apa-apa,karna gaya trsbut tidak nibulkan prpindahan/prubahan 5. Enrgi Kintik da bbrapa bntuk nrgi,diantaranya nrgi yang ndskripsikan kapasitas untuk lakukan krja.ntuk nrgi yang sudah trknal diantaranya nrgi untuk brgrak yang disbut nrgi kintik. Hal yang paling ndasar hubungan diantara nrgi kintik dan krja adalah asa yang dipngaruhi olh gaya yang bkrja pada assa trsbut.ntuk atatis dari hubungan trsbut sbagai brikut: W= Fd...(5.) a = F...(5.3) Dngan ninjau bnda yang dia trlbih dahulu v o = 0 d = 1 at...(5.4) v t = at...(5.5) t = v t a Kudian prsaaan di atas disubsitusikan k prsaaan (5.4) 1 v d = a a 1 v a = a = Kudian kdua prsaaan dikalikan dngan a da = 1 v Prsaaan di atas disubsitusikan k prsaaan v a 5

4 df 1 v Kdua ruas prsaaan di atas dikalikan dngan dngan shingga nghasilkan prsaaan : Fd = 1 v ntuk kuantitatif 1 v adalah bntuk nrgi kintik dari sbuah bnda. K= 1 v ntuk ndapatkan dfinisi kuantitatif dari nrgi kintik,kita tinjau pada gabar 5.4 sbuah bnda dngan asssa yang sdang brgrak pada garis lurus dngan laju awal v o. ntuk prcpat laju bnda trsbut scara braturan sapai laju v,gaya total konstan dibrikan padanya dngan arah yang sjajar dngan graknya sjauh d.kudian stlah bbrapa saatr balok trsbut brhnti,aka nrgi kintiknya adalah : W = W = W = 1 v vo 1 v o v o Tanda inus brarti balok lakukan krja pada lingkungan yang brgrak lawan gaya kontak pada ja yang arahnya brlawanan dngan arah grak balok Ptunjuk Satuan nrgi kintik harus saa dngan satuan dari krja..di dala sist,nrgi kintik pubyai satuan Kg x (/s) = kg. s / s Diana krja punyai satuan Nwton-tr. 1 N = 1 kg./s 6

5 Di dala tora krja-nrgi adalah krja total yang dilakukan pada sbuah bnda saa dngan prubahan nrgi kintiknya. Dngan dikian prinsip krja-nrgi hanya brlaku jika w adalah krja total yang dilakukan pada bnnda yaitu.krja yang dilakukan olwh sua gaya yang bkrja pada bnda trsbut. Prinsip krja-nrgi bri tahu kita bahwa jika krja total nilainya positif aka aka nrgi kintiknya brtabah sjulah w. Prinsip ini juga brlaku brklakuan sbaliknya jika krja ngatif pada sbuah bnda,aka nrgi kintik brkurang sbsar w. Yaitu gaya total yang dibrikan pada bnda dngan arah yang brlawanan dngan arah grak bnda ngurangi lajunya dan nrgi kintiknya. Hubungan krja dan nrgi kintik bkrja dua arah. Jika krja total yang dilakukan pada bnda adalah positif aka nrgi kintik brtabah. Jika krja total w yang dilakukan adalah ngatif aka nrgi kintik brkurang. Jika krja total yang dilakukan pada bnda sbsar nol aka aka nrgi kintiknya konstan. Kcpatan dari bintang plikasi yang narik dari tora nrgi kintik adalah pada analisa kcpatan brlari pada binatang. Dngan kcpatan brlari binatang yang konstan (v),dngan gabaikan rsistansi udara Suatu binatang dngan ngangkat kakinya aka akan ngalai pcpatan atau kcpatan brlarinya brtabah dibandingkan binatang trsbut kdua kakinya nginjak tanah. Hal srupa ada sbuah pnlitian,ada dua binatang yang salah satu lbih kcil dngan prbandingan : v ' ' F d ' 1 ' d Ld ' 3 F' L F, 1 L 1 ', Fd v 1 Dari pruusan trsbut bahwa kcpatan binatang yang lbih bsar saa dngan binatang yang ukurannnya lbih kcil Pnlitian trsbut tntu saja ngjutkan bagi kita hanya saja hwan yang bntuknya irip 7

6 5.3 Enrgi Potnsial Sbuah objk yang basa pada gaabr 5.5 diluncurkan scara vrtikal dari titik k titik C,ka krja yang dilakukan olh gaya gravitasi sbsar W C = F g h = gh Tanga positif pada F g karna arahnya langsung dari k C. Krja yang dilakukan olh gaya gravitasi dari prgrakan balok dari C k adalah nol karna arahnya harizontal. W C 0 Krja total yang dilakukan balok olh gaya gravitasi dari arah k C,kudian dari C k sbsar : W C W C + W C gh 0 gh alok juga dapat langsung brgrak dari k scara diagonal. Dari gabar 5.5 aka W Gabar (5.5) g sin d Dari sgitiga C pada gabar5.5 shinggga diporh: Sin W h d h g d d gh W C Krja yang dilakukan olh gaya gravitasi dari sbuah balok dari k hasilnya saa dngan prgrakan balok dari k C kudian k 8

7 Krja yang dilakukan olh gaya gravitasi pada sbuah assa yang dipindahkan dari titik k titik brgantung pada ktinggian dinatara kdua titik trsbut.ktika bnda brada pada titik srta pada ktinggian pada gabar 5.6 aka nrgi bnda trsbut pada kdua titik trsbut adalah: gh gh Kudian krja yang dilakukan untuk indahkan dari k adalah : W gh gh = g(h h ) = gh Shingga nrgi potnsial yang diiliki suatu objk brgantung pada ktinggian dari titik acuan 5.4 Enrgi Mkanik dan Kkkalannya Jika hanya gaya-gaya konsrvatif yang bkrja pada sbuahsist, kita sapai pada hubungan yang sangat sdrhana dan indah yang libatkan nrgi. Jika tidak ada gaya-gaya nonkonsrvatif, aka WNC = 0 pada Prsaaan 6-10, prinsip uu krja-nrgi. Shingga kita dapatkan EK EP 0 hanya gaya-gaya Konsrvatif 9

8 atau ( 1 1 EK EK ) ( EP EP ) 0 hanya gaya-gaya Konsrvatif Skarang kita dfinisikan suatu bsaran E, yang disbut nrgi kanik total dari sist, sbagai julah nrgi kintik dan potnsial pada stiap saat E = EK + EP Skarang kita dapat nuliskan kbali Prsaaan 6-11b sbagai EK EP EK1 EK1 hanya gaya-gaya Konsrvatif atau E E 1 konstan hanya gaya-gaya Konsrvatif Prsaaan di atas nyatakan prinsip yang brguna dan pnting ngnai nrgi kanik total yaitu, bahwa nrgi trsbut rupakan bsaran yang kkal. Enrgi kanik total E ttap konstan slaa tidak ada gaya nonkonsrvatif yang bkrja: (EK + EP) pada titik 1 awal saa dngan (EK + EP) pada titik brikutnya. Dngan prkataan lain, ingat Prsaaan 6-11a yang nyatakan EP EK ; dngan dikian, jika nrgi kintik EK brtabah, aka nrgi potnsial EP has brkurang dngan bsar 10

9 yang saa untuk ngibanginya. Dngan dikian, total, EK + EP, ttap konstan. Ini disbut prinsip kkkalan nrgi kanik untuk gaya-gaya konsrvatif: I Jika hanya gaya-gaya konsrvatif yang bkrja, nrgi kanik total dari sbuah sist tidak brtabah aupun brkurang pada pross apa pun. Enrgi trsbut ttap konstan kkal. Skarang kita bisa lihat alasan untuk istilah "gaya konsrvatif"-karna untuk gayagaya saca itu, nrgi kanik adalah kkal. Pada Subbab brikutnya, kita akan lihat bsarnya kgunaan prinsip kkkalan nrgi kanik pada brbagai situasi, dan bagaiana sringkali lbih udah digunakan dibandingkan dngan prsaaan-prsaaan kinatika atau huku-huku Nwton. Stlah itu kita akan bahas bagaiana bntuk lain dari nrgi dapat diasukkan dala huku kkkalan nrgi yang lbih hbat yang ncakup nrgi yang brhubungan dngan gaya-gaya nonkonsrvatif. Pnjulahan nrgi kintic dngan nrgi potnsial disbit nrgi kanik yang bsarnya konstan apabila dngan ngabaikan gaya kstrnal Dari gabar 5.6 nrgi kanik dari dua titi acuan trsbut saa dngan pruusan sbgai brikut : E K K kons tan Gabar (5.7) 11

10 Contoh pada gabar (5.7) nak prpuan lpar bola yang bassa 0.3 kg dari jbtan yang punyai ktinggian 1 tr di atas sungai. rapakah kcpatan bola ktika sapai k sungai (catatan habatan udara diabaikan ) Jawab Enrgi potnsial bola ktika di adalah : gh 0.3kgx9.8 / s x1 = 35.3 joul Enrgi kintik ktika bola ulai dijatuhkan : K 1 x0 0 Enrgi kanik ktika di titik = K 35.3 j 0 j j Enrgi potnsial bola ktika di sungai adalah: gh gx0 0 Enrgi kanik ktika bola sapai diprukaan sungai saa dngan nrgi kanik di titik 35.3j = K 1 V (35.3J ) Shingga kcpatan bola ktika di prukaan sungai (v) / s Kudian Sorang anak laki-laki yang brada di bawah jbatan ngabil bola trsbut kudian lpar bola trsbut k atas,jika bola yang dilparkan itu dngan kcoata 14 /s,rapakah ktnggian aksiu yang ungkin trcapai bola trsbut : Jawab: 1 s K x0.3kgx(14 / s ) 9. 4J 0 Pada titik C diana bola ncapai ktinggian aksiu hc di atas prukaan air,aka nrgi kintik dan nri potnsial pada titi C adalah: K K 9.4 j 0 0 gh C C c C gh c, Kc 0 1

11 h 9.4 C x9.8 / s Shingga anak laki-laki trsbut tidak bisa bri bola trsbut kpada anak prpuan Prubahan nrgi potnsial dari suatu oblk brgantung pada prubahan posisi dari pusat gravitasi. Ini sangat pnting bagi atlt lopat tinggi,yang ana kaki atlt trsbut ula-ula harus harus brikan nrgi kintik awal.slaa plopatan nrgi kintik diubah njadi potnsial shingga atlt trsbut dapat lwati rintangan trsbut.ntuk ningkatkan pusat gravitasi dngan ktinggian h,atlt harus harus ninggalkan prukaan tanah dngan nrgi kurang lbih gh Sbuah pndulu scara trus nrus prubahan nrgi kintik dan nrgi potnsial. Ktika bandul trsbut brada pada titi atau brada pada pusat graviatsinya aka bandul trsbui punyai nrgi potnsial yang aksiu akan ttapi nrgi kintinya nol karna tidak punyai kcpatan pada pusat gravitasinya. kan ttapi pada titik atau pada titik aplitudonya nrgi kintiknya aksiu akan ttapi nrgi potnsialnya nol (pada gabar 5.9) Gabar (5.9) Gabar 5.10 ahwa gaya habat udara pada pivot ang nyata,gaya ini nilainya ngatif karna arahnya brlawanan dngan arah grak pivot. pabila gaya habat udara tidak diabaikan 13

12 aka nrgi kanik yang trdiri dari pnjulahan nrgi kintik danngi potnsial akan brkurang nilainya. Ktika pivot brada pada titik nrgi potnsialnya akan brkurang.pivot kudian diayunkan dan kbali k titik dan pada titi pivot brhnti sntara karna nrgi kaniknya brkurang.pada titk pivot iliki kcpatan aksiunya karna tpat pada titik acuan shingga nrgi potnsialnya dikonvrsikan k nrgi potnsialnya (pada gabar 5.10). Ssorang akrobat ulai prtunjukkan pada titik,punyai pusat gravitasinya 1.5 di atas rintangan dan tinggi rintangan.5 di atas tanah,aka nrgi potnsial awal prtunjukkannya : Ek E gx375 0 gx375 90kgx9.8 / s x J Ktika di si akrobat tlah khilangan nrgi sbsar 50J dan di D akrobat tlah khilangan nrgi 50J,aka akrobat punyai nrgi kanik yang trsisa di titik D sbsar E ( D) 3308J 50J 358J Maka pusat gravitasi di D si akrobat adalah: gh h d d 358J 358J 9okgx9.8 / s

13 rarti pada titik D pusat gravitasinya tlah brkurang sbsar = = Enrgi Potnsial lain Fakta pnjulahan nrgi kintik dan nrgi potnsial konstan dngan ngabaikan gaya habat udara karna untuk udahkan suatu prsoalan Gaya habat ini uu pada khidupan,gaya ini gang pranan pnting contohnya pada astronoi(grak bulan nglilingi bui atau bui nglilingi atahari),prgrakan ato-ato dngan olkul. Pruusan gh hanya brlaku apabila suatu objk di prukaan bui yang diana gaya gravitasinya asih konstan, apabila suatu objk trsbut pada ktinggian dari prukaan bui aka pruusan gh itu tidak brlaku karna gaya gravitasi pada ktinggian trttu tidak konstan olh karna gaya gravitasi tidak konstan pada ktinggian trtntu dari prukaan bui,pada tabl di bawah ini gaya gravitasi tidak konstan pada ktinggian (altitud) ttntu: Kudian Nwton ruuskan gaya gravitasi yang brlaku jika suatu objk brada pada ktinggian trtntu dari prukaaan bui,hal trsbut dapat diilustrasikan pada gaabar dibawah ini: Gaya gravitasi sbuah objk yang brasssa di atas prukaan bui adalah: 1 F= G ( h) 15

14 pabila ingin nntukan assa bui () dngan nggunakan pruusan gaya gravitasi : F g g 1 G G g G g 6 (9.8 / s )( ) N. / kg kg Prsaaan gravitasi di atas khusus untuk objk yang brada pada ktinggian h dari pusat bui. pabila suatu objk bila ditpatkan di prukaan bui aka nrgi potnsial garavitasinya : G Kudian objk trsbut dipindahkan k titik yang punyai ktinggian h di atas prukaan bui aka bsar nrgi potnsial garavitasinya (gabar 5.14) : (Gabar 5.14) G h Maka prbdaan nrgi potnsial di anatara kdua titik trsbut adalah : 16

15 17 s h g 1 1 ( h) h g h h g h gh Jika ktinggian h kcil dibandingkan jari-jari bui aka nilai h dianggap satu,shingga gh Sbuah contoh:sbuah objk brassa ingin dilparkan k ruang angkasa bbas,rapakah kcpatan iniu yang diprlukan agar objk trsbut k luar angkasa? Jawab : 1, v K G s k g G v G v K E / Jadi cpat landas iniu yang dibutuhkan sustu objk agar trlpas dari prukaan bui sbsar 11.k/s tau dngan nggunakan cara lain : s k v g G v G K K K / ~ ~

16 Enrgi potnsial sbuah objk 1kg di dkat prukaan bui adlah: G x1kg 6.3x10 7 J Enrgi potnsial akan brtabah dan nrgi kintika akan brkurang apabila suatu objk dipindahkan pada ktinggian yang lbih tinggi dari pusat prukaaan bui,hal trsbut dapat dilihat pada gabar 5.15 yang ndskripsikan hubunagan anatara jarak darai pusat bui dngan nrgi kanik. Dari gabar 5.15 trlihat di titik atau objk brada pada prukaan bui nrgi 7 kintiknya 5.0x10 J sdangkan nrgi potnsianya sbsar -6.3x10 7 J aka nrgi 7 kaniknya 1.10 J.pada titik objk dipindahkan sbsar dari pusat bui aka nrgi kintiknya 1.85x10 7 J srta nrgi potnsialnya -3.15x10 7 J. Pada titik C objk dipindahkan sbsar 4.5 nrgi potnsial saa dngan nrgi kaniknya karna nrgi kintik saa dngan nol karana pada ktinggian trsbut objk dia sntara kudian jatuh kbali k bui. Slaa pross jatuh kbali k bui objk trsbut nrgi potnsialnya brkurang dan nilainya positif karna arahnya sarah dngan gaya gravitasi Gabar (5.15). Hal trsbut dapat dianalogikan k dala dunia ato karna nrgi potnsial yang sbsar 6.3x10 7 J saa dngan nrgi ikat antar ato pnyusun atri,apabila dibri nrgi yang lbih dari 6.3x10 7 J aka aqto-ato pnyusun atri trsbut akan trlpas dari ikatannya. 18

17 Pada gabar 5.16 rupakan plot nrgi potnsial dari ato hidrogn dngan ato Fluor pada jarak r. Kdua ato trsbut saling brvibrasi,apabila ato hidrogn dkat dngan ato Fluor aka nrgi potnsialnya nol sdangkan nrgi kintiknya aksiu dan apabila pada sipangan trjauhnya aka akan brlaku sbaliknya (pada gabar 5.16) Gabar (5.16) 5.6 Panas dan Enrgi Konsrvasi Tanpa gabaikan gaya gsk nrgi kanik tidak akan konstan ttapi akan nurun.supaya lbih jlas lihat gabar 5.17,sbuah balok 3 kg luncur aka krja yang dilakukan gaya gravitasi pada balok adalah : (Gabar 5.17) Wg gh 3kgx9.8 / s x6 176J Krja yang dilakukan olh gaya gsk adalah W f 1Nx9 108J Kudian gaya total pada balok 19

18 W Wg W f Wc 176J 108J 0 68J Dari tora krja-usaha total krja yang dilakuakn saa dngan prubahan nnrgi kintik balok di titi dan di titik : W Wg W f W f K K 68J Dngan nyusun kbali prsaaan di atas aka didapatkan : K E K w ( ) E ( ) W 108J f f Dari bntuk prsaaan di atas dapat dikatakan nrgi kanik di lbih kcil dibandingkan dngan balok swaktu di titik karna gaya gsk tidak diabaikan.kudian dikbangkan prtanyaan kanakah nrgi yang hilang itu? pakah nrgi yang hilang itu dikonvrsikan k bntuk nrgi lain?prtanyaaan trsbut sudah ada skita 150 tahun yang lalu.pada tahun 1840 Jas Prscot Joul nliti nrgi kanik yang hilang itu dikonvrsi dala bntuk panas.mnurut Joul pnurunan nrgi kanik balok dari titik k titik dikonvrsi njadi pana karna gaya gsk. Sudah kita ktahui bahwa dngan nggosok tangan kita ak akan trsasa panas. Panas rupakan suatu ukuran untuk ningkatkan tpratur.satuan dari panas adalah kaloari. Yang didfinisakan sbagai panas yang diprlukan untuk ningkatkan tpratur 1 gar air sbsar 1 drajat clcius.dari kspakatan brsaa bahawa 15 kalori skarang adalah bntuk panas yang diprlukan untuk ningkatkan tprtur air dari tpratur 14.5 sapai 15.5 C agian dari kalori trsbut dibutuhkan kalori untuk ningkatkan tpratur dari 30 sapai 31. Ini sangat kcil variasi dngan tpratur Di dala pnlitian yang sangat crat.joul ncrati nwrgi kanik yang hilang ini hasil dari pningkatan tpratur.prcobaannya iliki konsp sdrhana akann ttspi sangat sulit untuk prcobannya. Dari gabar baling-baling akan utar apabila balok dijatuhkan scara prlahan-lahan. kibat baling-baling utar tprtur air akan ningkat walaupun tidak scara signifikan. ntuk ningkatkan tpratur air 0.3 C yang bassa 6kg,Joul ngginakan balok 5 kg yang dijatuhkan dari ktinggian 1.5 Enri potnsial sblubalok dijatuhkan adalah: 0

19 5kg x 9.8/s x J Stiap waktu balok dijatuhkan scara prlahan kudian dikonvrsikan k dala bntuk nrgi kintik shingga kincir utar srta tpratur air ningkat. Pningkatan tpratur 0.3 C 0.3X6000kg = 1800cal dari air yang brassa 6 kg aka kalor yang dihasilkan sbsar Trdapat bntuk nrgi lain sprti nrgi cahaya,listrik,kiia aupun nullir.tiap nrgi iliki karktristik asing-asing kapuan untuk ntransfrnya.sbagi contoh PLT ngkonvrsi dari tnaga air njadi nrgi listrik dngan nggunakn turbin,gitu banyak nrgi yang trsdia di ala ini,yang njadi prtanyaan skarang bagaianakah anusia cara anfatkan nrgi yang dibri olh lloh swt?huku konvrsi nrgi yaitu nrgi tridak dapat diciptakan aupun diusnahkan. plikasi 1) atrai aktri atrai yang digunkan olh baktri dngan dsain baru tlah ditukan. Ini akan buka pluang untuk nghasilkan nrgi dari libah yang ngandung gula. Siapa tahu klak handpon kita akan ndapat suplai listrik dngan hanya asukkan balok kcil gula batu!dsain yang diaksud adalah batrai baktri tanpa diator difusi lktron yang ngubah gula njadi nrgi listrik,yang tlah dibuat dngan ncapai fisinsi lbih dari 80%. Tiga trobosan pnting tlah dicapai. Prtaa,fisinsi 80% dala oksida gula olh ikroba. Kdua,tidak diprukan diator difusi lktron olh 1

20 anoda. Ktiga,dapat ngahasilkan arus yang konstan untuk priod waktu yang cukup laa. Masalah nrgi yang kini kita hadapi olh kita,olh anusia pada dasarnya ada dua yakni nghasilkan nrgi dngan kuantitas yang cukup dan klstarian lingkungna dala upaya nghasilkan dan nggunkan nrgi. atrai baktri ialah suatu sl bahan bakar yang anfatkan tabolis yang dilakukan olh baktri untuk nghasilkan lktron yang kudian dialirkan lalui rangkaian luar untuk ngahasilkan nrgi listrik Slaa ini tlah ada tiga tip baktri yang dikbangkan.atrai baktri yaitu batrai yang nggunakan bahan atau diator rdoks yang dapat nbus sl baktri. ahan rdoks adalah bahan yang dapat nria atau nyrahkan lktron dngan udah. ahan rdoks ini ditabahkan k dala larutan tpat hidup baktri shingga lktron yang dihasilkan slaa pross frntasi atau pross tabolis lain dapat diangkut k anoda. atrai baktri tip ialah batrai yang ngandung baktri yang rduksi loga (isalnya baktri golongan Gobactraca). Trakhir batrai baktri tip C yang ngahasilkan frntasi di lktroda,biasanya dngan katalis loga ulia. Ktiganya iliki dan klbihan asing-asing. Tip iliki rapat arus yang cukup bsar ttapi naun rlukan diator toksik. atrai tip batrai yang ngandung baktri yang dapat hidup di lingkungan alai naun prtubuhannya laabat dan akibatnya rapat arusnya sangat rndah. atrai baktri tip C didapat dngan udah ditukan naun rlukan lktroda dari loga ulia ) Enrgi di dala sl Salah satu tujuan dari ilu biologi adalah untuk ngintgrasi inforasi ngnai DN,N,protin dan ngnai intraksi ktiganya trsbut.ini butuhkan jutaan anipulasi untuk ndskripsikan hal trsbut walaupun dngan nggunakan suprkoputr tidak juga apu ndskripsikan ktiga sl trsbut.salah satu cabang fisika adalah kanik statistik yang plahari nrgi rata-rata sbuah ato atau olkul dan probabilitas dari nilai pluang untuk nntukan suatu kadaan. Hubungan anatara nrgi dan pluang adalah jantung dari biofisika odrn. Prtaa akan

21 diprknalkan konsp dasar ngnai pluang dan nrgi lalui contoh sdrhana ini shingga dapat ahai potnsial bran. Salah satu aplikasi ngnai kanika oltzan dala bidang biologi adalah untuk ahai hubungan potnsial uatan yang dapat nybrangi suatu sl bran dngan konsntarasi dari ion dari kdua sisi bran sbagai ilustrasi ada pada gabar dibawah ini Enrgi potnsial ion diruuskan sbagai brikut: 3

22 Kt: q(uatan lktron) = T(suhu trtntu) =310K 16 C Maka untuk ngtahui bda potnsial antar kdua bran akibat uatan adalah : Misalkan untuk nntukan bda potnsial uatan kalsiu (K) di kdua bran brdasarkan tabl di atas adalah : Misalkan untuk nntukan bda potnsial uatan klorida (Cl ) di kdua bran adalah: Hasil di atas pada bab ini dapat disipulkan : Tora nrgi-usaha :Total krja yang dilakukan suatu objk saa dngaj prubahan nrgi kintiknya. Dngan ngabaikan gaya gsk pnjulahan nrgi kintik dngan nrgi potnsialnya atau nrgi kaniknya akan konstan 4