Hai sobat Belajar MTK – Salah satu jenis energi yang sering dipelajari adalah energi kinetik dan untuk memahaminya, diperlukan pemahaman seputar rumus energi kinetik dan contoh soalnya. Energi bersifat kekal serta tidak dapat diciptakan. Namun, sifatnya juga dapat berpindah dari satu bentuk ke bentuk lainnya.
Energi kinetik erat kaitannya dengan gerak dan perpindahan. Jenis energi ini terjadi karena adanya gerakan yang dilakukan sebuah objek. Akan tetapi, ketika benda tidak bergerak atau dalam posisi diam, kekuatan yang dimilikinya disimpan sebagai energi potensial. Berikut ulasan lebih lanjut seputar rumus energi kinetik dan beberapa contoh soalnya.
A. Rumus Energi Kinetik
Sebelum membahas tentang rumus energi kinetik berikut contoh soalnya, Anda harus tahu terlebih dahulu apa definisinya. Energi kinetik merupakan sebuah usaha yang diberikan pada benda sehingga dapat menciptakan gerak pada objek tersebut. Apabila benda diam, daya yang dimilikinya disebut energi potensial. Sedangkan jika bergerak, berarti energi tersebut adalah kinetik.
Dalam Satuan Internasional (SI), satuan dari kinetik adalah kgm2/s2 atau juga bisa disebut Joule.
Rumus Energi kinetik yaitu :
Ek = ½ m.v2
Keterangan rumus :
Ek : Energi Kinetik (Joule)
m : Massa (kg)
v : Kecepatan (m/s)
Perumusan energi kinetik juga turut menghadirkan usaha. Usaha nantinya akan menghasilkan perubahan pada jumlah energi kinetik yang dihasilkan. Kondisi tersebut membuat perhitungan energi yang satu ini dapat menggunakan persamaan sebagai berikut:
W =Ek2 – Ek1
Ek = ½ mv2² – ½ mv1²
Keterangan rumus:
- Ek1 = energi kinetik awal
- Ek2 = energi kinetik akhir
- v1 = Kecepatan awal
- v2 = kecepatan akhir
- m= massa
- W = Usaha
B. Contoh Soal Energi Kinetik
Agar lebih memahami seputar energi kinetik, perlu sekali Anda praktik langsung dengan mempelajari contoh soalnya. Energi kinetik dapat digunakan untuk berbagai keperluan, mulai dari penerbangan, pemindahan objek, hingga pada proyek Pembangkit Listrik Tenaga Air. Berikut pembahasan rumus energi kinetik dan contoh soalnya.
- Contoh Soal 1
Sebuah mobil memiliki massa 5.000 kg dan bergerak dengan kecepatan 72 km/jam, berapakah energi kinetik yang dihasilkannya?
Diketahui:
m = 5.000 kg
v = 72 km/jam = 72 x 1000/ 3600 = 20 m/s
Ditanyakan: Ek = …?
Ek = ½ m.v2
Ek = ½ (5.000.202)
Ek = ½ (5.000.400)
Ek = 100.000 Joule
- Contoh soal 2
Sebuah mobil balap melaju dengan kecepatan 360 km/jam. dan menghasilkan energi kinetik sebesar 2.000.000 joule , berapa massa mobil balap tersebut?
Jawaban :
Diketahui:
v = 360 km/jam = 360 x 1000 /3600 = 100 m/s
Ek= 2.000.000 joule
Ditanyakan: m = …?
Ek = ½ m.v2
2.000.000 = ½ (m.1002)
2.000.000 = ½ (m.10.000)
m =2.000.000 x 2 /10.000
m = 4.000.000/10.000 =400 kg
- Contoh soal 3
Rumus energi kinetik juga dapat dipahami dengan mempelajari contoh soal berikut. Sebuah benda diketahui memiliki energi kinetik sebesar 100 Joule dan bergerak dengan kecepatan 36 km/jam. Berapakah berat dari massa benda dengan energi kinetik dan kecepatan tersebut?
Jawaban:
Diketahui: Ek = 200 Joule, v = 36 km/jam atau 10 m/s
Ditanya: massa atau m ?
Ek = ½ m.v2
m = 2 Ek/v2
m = 2(100)/102
m= 2 kg
- Contoh Soal 4
Benda dengan berat 1 kg dilepaskan pada ketinggian 200 meter. Jika benda tersebut dilepas tanpa kecepatan awal, berapakah energi kinetik dalam keadaaan sebagai berikut:
- Benda dengan ketinggian 80 meter
- Benda dengan ketinggian 30 meter
- Benda yang hampir mencapai tanah (g = 9,8 m/s2)
Jawaban:
Pertama-tama ambil acuan di atas tanah. Energi potensial awal merupakan mgho karena energi kinetik awal adalah nol karena benda diam. Total pada keadaan awal dapat dirumuskan menjadi Ep = mgho
Pada saat mencapai sebuah ketinggian, energi potensialnya akan berubah rumus menjadi mgy sehingga muncul energi kinetik. Jadi total energi pada ketinggian tertentu dapat dirumuskan E = mgy + Ek
Karena energi awal haruslah sama dengan akhir, persamaannya akan berubah menjadi mgy + Ek = mgyo atau Ek = mg (yo-y)
Diketahui :
- m = 1 kg
- y0 = 200 m
- ya = 80 m
- yb = 30 m
- yc = 0 m
- g = 9,8 m/s2
- berapakah Ek?
Jawaban:
- (Ek) a = mg (y0-y) = 1×9,8 (200-80) = 1.176 J
- (Ek) b = mg (y0-y) = 1×9,8 (200-30) = 1.666 J
- (Ek) a = mg (y0-y) = 1×9,8 (200-0) = 1.960 J
Semoga penjelasan mengenai rumus energi kinetik dan contoh soalnya di atas dapat menjadi tambahan pembelajaran dalam memahami jenis energi yang satu ini dan bisa diterapkan dalam kehidupan sehari-hari.
Berikut kalkulator rumus hitung energi kinetik, silahkan dicoba