Salah satu materi dalam pelajaran fisika yang harus dipelajari adalah energi kinetik. Pengetahuan akan energi kinetik tidak hanya bermanfaat dalam sekolah saja, namun juga memiliki manfaat dalam menjalani kehidupan sehari-hari. Sedulur dapat memahami suatu kejadian dan menghitung energinya menggunakan rumus energi kinetik.
Rumus energi kinetik dapat digunakan untuk menghitung beberapa hal seperti menghitung kecepatan kendaraan di jalan dan massa suatu benda yang bergerak. Untuk lebih memahaminya, Sedulur dapat menyimak artikel berikut ini yang menjelaskan contoh soal beserta pembahasannya.
BACA JUGA: Hukum Pascal: Pengertian, Bunyi, Rumus, dan Penerapannya
Pengertian energi kinetik
Energi kinetik merupakan energi yang dimiliki oleh benda saat benda tersebut bergerak. Energi ini dapat dihasilkan karena adanya getaran, rotasi, maupun translasi (pergerakan dari suatu tempat ke tempat yang lainnya). Pada benda, energi kinetik dapat dicari dengan mudah menggunakan persamaan yang menggunakan massa dan kecepatan benda itu. Dengan kata lain, energi kinetik adalah energi yang disebabkan oleh gerak suatu benda yang memiliki massa atau berat.
Oleh karena itu, semua benda yang bergerak dengan kecepatan tertentu akan memiliki energi kinetik, sedangkan semua benda yang diam tidak akan memiliki energi kinetik. Dapat diketahui pula bahwa benda yang bergerak semakin cepat, akan memiliki energi kinetik semakin besar. Demikian pula jika massa benda semakin besar, maka energi kinetik benda juga akan semakin besar. Lebih jelasnya, energi kinetik dibagi menjadi dua jenis yaitu sebagai berikut.
- Energi kinetik translasi merupakan energi yang terkandung dan dimiliki oleh suatu benda yang sedang mengalami gerak garis lurus.
- Energi kinetik rotasi merupakan sebuah energi yang terkandung di dalam sebuah objek yang sedang berputar.
Rumus energi kinetik
Belajar energi kinetik tentu juga harus mempelajari tentang energi potensial. Berikut adalah rumus energi kinetik dan potensial yang perlu sedulur ketahui.
Rumus energi kinetik secara umum atau rumus energi kinetik translasi Ek = ½mv².
Keterangan:
- Ek = Energi kinetik (Joule)
- m = Massa benda (kilogram)
- v = Kecepatan benda (m/s)
Rumus energi potensial EP = m . g . h.
Keterangan:
- EP = Energi potensial (J)
- m = Massa benda (kg)
- h = Ketinggian benda (m)
- g = Gravitasi (m/s²)
Rumus energi kinetik pada ketinggian tertentu Ek = Ep.
Rumus energi kinetik pegas adalah sebagai berikut
- Ek + Ep = Em
- Ek = Em – Ep
- Ek = ½ k (A² – y²)
Rumus energi kinetik benda jatuh didapatkan dari hukum kekekalan energi mekanik yaitu sebagai berikut.
- Em1 = Em2
- Em1 = Ep1 + Ek1
- Em2 = Ep2 + Ek2
Sehingga, rumus energi kinetik benda jatuh adalah Ep1 + Ek1 = Ep2 + Ek2. Dalam menulis jawaban, Sedulur harus selalu menuliskannya dalam Joule (J), yang merupakan satuan energi kinetik dalam pengukuran standar. 1 Joule setara dengan 1 kg x m²/s².
BACA JUGA: Rumus Tekanan Hidrostatis Beserta Konsep dan Contoh Soalnya
Contoh dalam kehidupan sehari-hari
Berbagai penerapan energi kinetik dapat Sedulur temukan dalam beberapa hal. Berikut di antaranya.
- Saat mengendarai sepeda motor dengan kelajuan konstan.
- Saat bermain bola lalu bolanya menggelinding di tanah.
- Saat membantu ibu menjaga adik di dorongan bayi.
- Bumi dan planet lain yang sedang berputar mengelilingi matahari.
- Mobil yang sedang bergerak dan melaju kencang.
- Air yang mengalir deras di sungai.
Cara menghitung energi kinetik
Berikut adalah cara umum untuk menghitung energi kinetik pada suatu benda.
1. Menuliskan persamaannya
Sedulur dapat mulai menuliskan rumus energi kinetik saat akan menjawab sebuah soal.
2. Masukkan massa dan kecepatan ke dalam persamaan
Masukkan semua unsur dalam rumus seperti massa dan kecepatan. Jika Sedulur tidak mengetahui massa atau kecepatan benda, maka Sedulur bisa menghitungnya terlebih dahulu.
3. Menyelesaikan persamaannya
Setelah memasukkan massa dan kecepatannya, Sedulur akan mendapatkan nilai energi kinetiknya dengan mengkuadratkan kecepatan dan mengalikan semua variabelnya. Hal yang penting diingat adalah menuliskan jawaban hasil dalam Joule (J).
BACA JUGA: Logaritma: Pengertian, Sifat, Fungsi, Rumus & Persamaannya
Contoh soal
Berikut adalah contoh soal yang dapat Sedulur gunakan sebagai latihan untuk memahami penerapan energi kinetik.
Soal 1
Sebuah mobil sedan memiliki energi kinetik sebesar 560.000 Joule. Jika mobil tersebut mempunyai massa sebesar 800 kg, maka hitunglah kecepatan mobil sedan tersebut!
Penyelesaian
Diketahui:
Energi kinetik (Ek) = 560.000 J
Massa mobil (m) = 800 kg
Ditanya:
Kecepatan mobil (v) ?
Diawab:
Ek = 1/2 . mv²
V = √ 2 x Ek/m
V = √ 2 x 560.000 / 800
V = 37,42 m/s
Jadi kecepatan mobil sedan adalah 37,42 m/s
Soal 2
Seorang wanita yang memiliki massa 55 kg sedang berlari dengan kecepatan 3,87 m/s. Tentukan energi kinetik dari wanita tersebut!
Penyelesaian
Diketahui:
m = 55 Kg
v = 3,87 m/s
Ditanya:
Energi kinetik (Ek) ?
Dijawab:
Ek = ½ x mv²
Ek = ½ x 55 x (3,87)²
Ek = ½ x 55 x 14,97
Ek = 411,675 J
Jadi, energi kinetik yang dimiliki oleh wanita tersebut adalah 411,675 J.
Soal 3
Suatu benda bermassa 30 kg memiliki energi kinetik 500 J. Berapakah kecepatannya?
Penyelesaian
Diketahui:
m = 30 kg
Ek = 500 J
Ditanya:
Kecepatan (v) ?
Dijawab:
Ek = ½ x mv²
500 J = ½ x 30 x v²
V² = 500/0,5 x 30
V² = 500/15
V² = 33,33 m²/s²
V = √ 33,33 m²/s²
V = 5,77 m/s
Jadi, kecepatan benda tersebut adalah 5,77 m/s.
Soal 4
Sebuah bola memiliki massa 2 kg jatuh dari ketinggian 30 m. Jika g = 10 m/s² dan kecepatan benda 20 m/s, Hitunglah energi kinetik yang timbul!
Penyelesaian
Diketahui:
m = 2 kg
h = 30 m
g = 10 m/s²
Ditanya:
Ek ?
Dijawab:
Ek = Ep
Ek = m x g x h
Ek = 2 x 10 x 30
Ek = 600 J
Jadi, besar energi kinetik benda tersebut adalah 600 J.
Soal 5
Sebuah benda memiliki massa 2 kg berada pada ketinggian 10 meter dari tanah. Benda tersebut semula dalam keadaan diam, kemudian dijatuhkan sehingga mencapai tanah. Jika g = 10 m/s2, maka berapakah energi kinetik benda saat ketinggian 5 meter dari tanah?
Penyelesaian
Diketahui:
Massa benda (m) = 2 kg
Tinggi awal (h1) = 10 m
Tinggi saat posisi kedua (h2) = 5 m
Gravitasi bumi (g) = 10 m/s²
Ditanya:
Ek saat h2 = 5 m
Dijawab:
Em1 = Em2
Ep1 + Ek1 = Ep2 + Ek2
m.g.h + ½ m.v² = m.g.h + Ek2
2 kg x 10 m/s² x 10 m + 0 = 2 kg x 10 m/s² X 5 m + Ek2
200 J = 100 J + Ek
Ek = 200 J – 100 J
Ek = 100 J
Jadi, energi kinetik benda saat berada di ketinggian 5 meter adalah 100 J.
Sekian informasi mengenai rumus energi kinetik beserta contoh soal dan pembahasannya. Semoga informasi ini dapat membantu Sedulur dalam memahami ilmu fisika lebih baik lagi. Jangan pernah menyerah saat menemukan kesulitan, karena menuntut ilmu memang memiliki perjuangan yang berbeda antara satu orang dengan yang lain. Selamat belajar!
Mau belanja bulanan nggak pakai ribet? Aplikasi Super solusinya! Mulai dari sembako hingga kebutuhan rumah tangga tersedia lengkap. Selain harganya murah, Sedulur juga bisa merasakan kemudahan belanja lewat handphone. Nggak perlu keluar rumah, belanjaan pun langsung diantar.
Bagi Sedulur yang punya toko kelontong atau warung, bisa juga lho belanja grosir atau kulakan lewat Aplikasi Super. Harga dijamin lebih murah dan bikin untung makin melimpah.
