Energi Kinetik

by

Di dlm kehidupan sehari – hari, terdapat beragam energi yg sangat erat kaitannya dgn kita, salah satu energi tersebut ialah energi kinetik.

Untuk mengenali apa itu energi kinetik dengan-cara lebih lanjut, simak baik – baik ulasan di bawah ini.

Pengertian Energi

contoh soal energi kinetik

Di dlm fisika, Dalam fisika, pemahaman energi merupakan suatu kemampuan guna melaksanakan perjuangan (kerja) atau mengerjakan sebuah pergantian.

Oleh sebab itu, di dlm melaksanakan setiap aktivitas, entah itu berwujud mengangkat barang, mendorong meja hingga berlari, dengan-cara tak langsung kalian memerlukan adanya energi.

Seperti yg telah disebutkan sebelumnya, ada banyak sekali jenis energi, namun ada dua yg paling utama, yakni:

Gabungan dr energi kinetik serta energi berpotensi ini pula biasa disebut selaku energi mekanik.

Pengertian Energi Kinetik

kinetic

Energi kinetik (EK) atau energi gerak merupakan suatu energi yg dimiliki oleh suatu benda karena gerakannya.

Energi kinetik pada suatu benda didefinisikan selaku usaha yg dibutuhkan dlm menggerakkan suatu benda dgn massa tertentu dr keadaan yg diam sampai menjangkau kecepatan tertentu.

EK yg ada pada sebuah benda sama dgn jumlah perjuangan yg diperlukan untuk menyatakan kecepatan serta rotasinya, dimulai dr keadaan yg membisu.

Nilai energi kinetik bekerjasama erat dgn adanya massa serta kecepatan dr benda.

Besarnya EK akan berbanding lurus dgn besarnya massa serta berbanding terbalik dgn kuadrat kecepatan gerak benda.

Benda yg mempunyai massa serta kecepatan yg besar, niscaya mempunyai EK yg besar pada saat bergerak. Begitu pula sebaliknya, benda dgn massa serta kecepatan yg kecil, maka energi kinetiknya pula kecil.

Contoh energi kinetik:

  • Truk yg bergerak.

  • Ketika kalian berlari.

  • Bola yg menggelinding.

  • Serta bermacam-macam gerakan yang lain.

Contoh lain:

Ketika kalian melempar watu, maka kerikil yg kalian lempar niscaya mempunyai kecepatan. Maka dr itu, watu tersebut mempunyai energi kinetik.

Energi kinetik dr watu tersebut bisa kalian lihat dampaknya pada ketika batu menumbuk target yg ada di depannya.

kinetic energy

Contoh penerapan rancangan energi kinetik dlm kehidupan sehari – hari:

1. Buah kelapa yg bergerak jatuh dr pohonnya

penerapan energi kinetik dlm kehidupan sehari-hari

Keterangan: Buah kelapa itu bergerak artinya ia mempunyai energi kinetik. Energi tersebut dapat dilihat dampaknya pada saat kelapa telah berbunyi tatkala menjamah tanah.

2. Menendang bola

contoh penerapan energi kinetik menendang bola

Keterangan: Menendang bola menjadi salah satu contoh penerapan korelasi antara energi kinetik & pula usaha. Kalian menendang bola dgn memakai kaki artinya kalian melakukan usaha kepada bola. Bola kalu mengganti perjuangan itu menjadi energi kinetik sehingga bola bisa bergerak dgn cepat.

Sejarah & Etimologi Energi Kinetik

Kata sifat dr kinetik asalnya dr bahasa Yunani Kuno yakni κίνησις (kinesis) yg bermakna gerak.

Aturan yg ada di dlm mekanika klasik yg menyebutkan bila E ∝ mv² pertama kali dikembangkan oleh Gottfried Leibniz serta Johann Bernoulli.

history of kinetic energy
Gottfried Wilhelm Leibniz

Mereka menyebutkan bila energi kinetik tersebut merupakan gaya yg hidup, vis viva.

Willem ‘s Gravesande asal Belanda pula melaksanakan percobaan guna pertanda persamaan tersebut.

Beliau membuktikannya dgn cara menjatuhkan benda dr ketinggian yg berlawanan – beda ke dlm blok tanah liat, ‘s Gravesande kemudian menyatakan kalau kedalaman pada tanah liat berbanding lurus dgn kuadrat kecepatan.

Émilie du Châtelet pun menyadari implikasi eksperimen tersebut serta mempublikasikan suatu penjelasan yg sama.

Rumus Energi Kinetik

Energi kinetik memiliki berbagai jenis dgn rumus yg berlawanan – beda, diantaranya merupakan sebagai berikut:

1. Rumus Energi Kinetik (Energi Kinetik Translasi)

Rumus yg pertama ini merupakan rumus energi kinetik yg paling dasar.

EK translasi atau pula biasa disebut sebagai energi kinetik saja merupakan energi kinetik pada saat benda bergerak dlm dengan-cara translasi.

Rumus:

Ek = ½ x m x v2

Keterangan:

  • m = massa dr benda tegar (kg)

  • v= kecepatan (m/s)

  • Ek = energi kinetik (Joule)

translasi

2. Rumus Energi Kinetik Rotasi

Pada kenyataannya, tak seluruh benda bergerak dgn translasi linier. Namun ada pula benda yg bergerak dlm gerakan rotasi atau gerakan dengan-cara melingkar.

Rumus dr energi kinetik untuk gerakan satu ini pula biasa disebut selaku rumus energi kinetik rotasi. Yang mana mempunyai nilai yg berlainan dgn energi kinetik biasa.

Parameter pada energi kinetik rotasi memakai momen inersia serta kecepatan sudut, yg dituliskan di dlm formula berikut ini:

Er = ½ x I x ω2

Keterangan:

Sehingga guna menjumlah energi kinetik rotasi, kalian akan perlu terlebih dahulu untuk mengenali momen inersia serta kecepatan sudut bendanya.

rotasi

3. Rumus Energi Kinetik Relativistik

Energi kinetik relativistik merupakan EK pada ketika benda bergerak dgn sangat cepat.

Bahkan saking cepatnya, benda yg bergerak dengan-cara relativistic mempunyai kecepatan yg mendekati kecepatan dr cahaya.

Di dlm prakteknya, nyaris mustahil bagi bermacam-macam benda besar dapat meraih kecepatan satu ini.

Oleh alasannya adalah itu, kecepatan yg sungguh besar satu ini pada umumnya hanya diraih oleh banyak sekali partikel penyusun atom.

rumus energi kinetik & potensial

Energi Kinetik Relativistik Einstein

Rumus dr energi kinetik relativistik ini berlawanan dgn rumus energi kinetik biasa, alasannya gerakannya tak lagi sesuai dgn mekanika Newton klasik.

Oleh alasannya adalah itu, pendekatannya yg dijalankan dgn menggunakan teori relativitas Einstein yg mana rumusnya bisa dituliskan dgn formula berikut ini:

Ek = (γ-1) mc2

Keterangan:

  • γ = konstanta relativistic

  • c = kecepatan cahaya

  • m = massa objek

Hubungan Energi dgn Usaha

Usaha atau kerja merupakan besarnya energi yg diberikan oleh gaya terhadap benda atau objek yg mengalami suatu perpindahan.

Usaha ini diartikan pula sebagai perkalian antara jarak yg ditempuh dgn gaya yg searah dgn arah perpindahannya.

Secara matematis, usaha diformulasikan ke dlm bentuk:

W = F.s

Keterangan:

  • W = Usaha (Joule)

  • F = Gaya (N)

  • s = Jarak (m)

Perhatikan gambar di bawah ini supaya kalian lebih mengetahui rancangan dr usaha.

contoh energi kinetik

Nilai usaha bisa berwujud positif maupun negatif hal tersebut tergantung oleh arah gaya pada perpindahannya.

Apabila gaya yg diberikan kepada objek berlawanan arah dgn arah perpindahannya, maka perjuangan yg diberikan akan mempunyai nilai negatif.

Apabila gaya yg diberikan searah dgn arah perpindahan, maka objek itu menjalankan perjuangan yg bernilai positif.

Apabila gaya yg diberikan dapat membentuk sudut, maka nilai usahanya hanya dijumlah menurut gaya yg searah dgn arah gerakan benda.

Usaha memiliki relasi yg sangat erat dgn energi kinetik.

Besarnya nilai perjuangan sama dgn pergantian energi kinetik.

Hal tersebut dinotasikan seperti berikut ini:

W=ΔEk=1/2 m(v22-v12)

Keterangan:

  • W = perjuangan

  • ΔEk = pergeseran energi kinetik

  • m = massa benda

  • v12 = kecepatan permulaan

  • v22 = kecepatan selesai

Contoh Soal

Untuk memahami berbagai uraian di atas, berikut kami suguhkan beberapa soal yg berhubungan dgn energi kinetik, antara lain:

1. Suatu benda mempunyai massa 2 kg terletak di tanah. Benda itu kemudian ditarik vertikal ke atas dgn gaya 25 N selama 2 detik kemudian dilepaskan. Jika percepatan gravitasi 10 m/s², maka pastikan energi kinetik benda pada waktu menjamah tanah!

Energi mekanik mempunyai dua jenis energi, yakni energi potensial serta energi kinetik.

Secara dengan-cara matematis, energi mekanik ditulis seperti berikut:

Em = Ep + Ek

Jawab:

Diketahui:

  • Massa (m) = 2 kg

  • Gaya (F) = 25 N

  • Waktu (t) = 2 s

  • Percepatan gravitasi = 10 m/s²

Ditanyakan:

Energi kinetik (Ek) …?

Penyelesaian:

Pada ketika benda ditarik vertikal dgn gaya:

F = ma

F – mg = ma

25 – (2)(10) = 2a

25 – 20 = 2a

5 = 2a

a = 2,5 m/s²

Kecepatan benda tatkala waktu 2 sekon serta percepatan 2,5 m/s²:

v = v0 + at

v = 0 + (2,5)(2)

v = 5 m/s

energi kinetik berbanding lurus dengan

Ketinggian benda selepas 2 sekon:

h = v0 t + 1/2 a t²

h = (0)(2) + 1/2 (2,5)(2)²

h = 0 + 1/2(2,5)(4)

h = 5 m

Energi mekanik benda adalah total dr energi memiliki peluang & energi kinetik, sehingga:

Em = Ep + Ek

Em = mgh + 1/2mv²

Em = (2)(10)(5) + 1/2(2)(5)²

Em = 100 + 25

Em = 125 joule

Pada saat benda menyentuh tanah, maka energi potensialnya nol, sebab ketinggian benda nol, maka dr itu:

Em = Ep + Ek

Em = 0 + Ek

Em = Ek

Ek = 125 joule

2. Sebuah mobil mempunyai massa 500 kg melaju dgn memakai kecepatan 25 m/s. Hitunglah energi kinetik mobil pada kelajuan itu! Serta Apa yg akan terjadi apabila kendaraan beroda empat direm dengan-cara mendadak?

Jawab:

Diketahui:

  • Massa mobil (m) = 500 kg

  • Kecepatan mobil (v) = 25 m/s

Ditanyakan:

Energi kinetik serta peristiwa apabila kendaraan beroda empat direm secara tiba-tiba.

Penyelesaian:

Energi kinetik mobil sedan bisa dihitung dgn memakai rumus berikut:

Ek = 1/2 . m v²

Ek = 1/2 . 500 . (25)²

Ek = 156.250 Joule

Pada dikala mobil direm, mobil akan berhenti. Energi kinetik akan diubah ke dlm energi panas serta energi suara yg ditimbulkan oleh ukiran antara rem dgn as roda serta ban kendaraan beroda empat dgn jalan.

3. Balok mempunyai massa 5 kg akan meluncur di permukaan dgn kecepatan 2,5 m/s. Beberapa waktu kemudian, balok itu meluncur dgn menggunakan kecepatan 3,5 m/s. Berapakah usaha total yg dilakukan terhadap balok selama selang waktu itu?

Jawab:

Diketahui:

  • Massa benda = 5 kg

  • Kecepatan benda awal (V1) = 2.5 m/s

  • Kecepatan benda selesai (V2) = 3.5 m/s

Ditanyakan:

Usaha total yg dijalankan oleh benda?

Penyelesaian:

W = ΔEk

W = 1/2 m (v22-v12)

W = 1/2 (5)((3,5)2-(2,5)2)

W = 15 Joule

Sehingga usaha total yg ada pada benda tersebut sebesar 15 Joule.

4. Sebuah mobil jip memiliki energi kinetik sebesar 560.000 Joule. Apabila mobil itu memiliki massa sebesar 800 kg, maka hitunglah kecepatan mobil jip tersebut!

Jawab:

Diketahui:

  • Energi kinetik (Ek) = 560.000 Joule

  • Massa kendaraan beroda empat (m) = 800 kg

Ditanyakan:

Kecepatan mobil (v) …?

Penyelesaian:

Ek = 1/2 . m v2

v = √ 2 x Ek/m

v = √ 2 x 560.000 / 800

v = 37,42 m/s

Sehingga kecepatan kendaraan beroda empat jip yakni 37,42 m/s.

5. Berapa besar massa suatu benda yg mempunyai energi kinetik 100 J serta kecepatan 5 m/s?

Jawab:

EK = 0,5 x mv2

100 J = 0,5 x m x 52

m = 8 kg

6. Berapa kecepatan sebuah benda yg memiliki massa 30 kg dgn nilai energi kinetik 500 J?

Jawab:

EK = 1/2 x mv2

500 = 1/2 x 30 x v2

500 = 1/2 x 30 x v2

v2=33,3

v = 5,77 m/s

7. Sebuah batu mempunyai massa 0.5 kg dijatuhkan dr atas ketinggian 100 m. Apabila batu tersebut dilepas tanpa kecepatan permulaan, maka hitunglah energi kinetik batu pada kondisi berikut ini:

  • Batu menjangkau ketinggian 80 m

  • Batu menjangkau ketinggian 30 m

  • Batu nyaris menjangkau tanah (g=9.8 m/s2)

Jawab:

Pertama, kalian mengambil pola di atas tanah.

Energi memiliki potensi awal merupakan mgho, alasannya energi kinetik permulaan nol (watu membisu) sehingga energi total pada keadaan awal E = mgho

Pada ketika meraih ketinggian y, energi potensialnya akan berkembang menjadi mgy serta timbul energi kinetik anggap saja selaku Ek. Sehingga energi total pada ketinggian y yaitu:

E = mgy + Ek

Sebab energi awal mesti sama dgn energi akhir maka ditemukan:

mgy + Ek  = mgyo atau Ek = mg (yo-y)

Diketahui:

  • m= 0.5 kg

  • y0 = 100 m

  • ya = 80 m

  • yb = 30 m

  • yc = 0 m

  • g = 9.8 m/s2

Ditanya:

Ek  …?

Penyelesaian:

(Ek)a = mg (y0-y) = 0,5 . 9,8 (100-80) = 98 J

(Ek)b = mg (y0-y) = 0,5 . 9,8 (100-30) = 343 J

(Ek)c = mg (y0-y) = 0,5 . 9,8 (100-0) = 490 J

8. Seorang anak meluncur tanpa adanya ukiran dgn alat ski dr atas suatu bukit yg mempunyai kemiringan 37 derajat. Apabila ia meluncur dr atas ketinggian 10 m, maka hitunglah kecepatannya pada dikala tiba di dasar bukit (g = 9.8 m/s2).

Jawab:

Hukum kekekalan energi

(Ek)permulaan + (Ep)permulaan = (Ek)selesai + (Ep)simpulan

0 + mgh = ½ mv2+0

mgh=1/2 mv2

Diketahui:

  • h = 10 m

  • g = 9.8 m/s2

Penyelesaian:

mgh = ½ mv2

gh = ½ v2

2gh = v2

energi kinetik rumus

9. Berapakah perbandingan energi kinetik antara dua orang yg perbandingan massanya 2:1 serta perbandingan kecepatannya 1:3?

Jawab:

Diketahui:

  • m2= ½ m1

  • v2 = 3v1

Ditanya:

(Ek)2 / (Ek)1 ?

Penyelesaian:

perubahan energi kinetik

10. Sebuah mobil mempunyai massa 20.000 kg bergerak menuju arah timur dgn menggunakan kecepatan 20 m/s. Berapakah energi kinetik mobil tersebut?

Jawab:

Diketahui:

  • m = 20.000 kg

  • v = 20 m/s

Ditanya:

Ek …?

Penyelesaian:

Ek = 1/2 m.v2

Ek = 1/2 (20.000.202)

Ek = 1/2 (8000.000)

Ek = 4000.000 J

Ek = 4.000 kJ

  Cara Membuat Elektroskop Sederhana