Energi Kinetik : Pengertian – Ciri – Rumus – Contoh Soal

Dalam kehidupan sehari hari sering kita jumpai contoh adanya energi kinetik. Bahkan beberapa di antaranya di manfaatkan untuk menciptakan energi lainnya. Misalnya, saat mengayuh sepeda, sepeda yang bergerak merupakan contoh dari energi kinetik benda. Contoh penggunaan energi kinetik dalam menciptakan energi baru yaitu penggunaan gerak air sebagai tenaga pembangkit listrik. Nah, berkaitan dengan contoh contoh tersebut, kali ini akan di bahas tentang energi kinetik mulai dari pengertian, contoh, dan semua rumus yang bisa di gunakan dalam perhitungannya. Yuk, simak penjelasan lengkapnya.

Berdasarkan contoh di atas, dapat di katakan pula bahwa energi kinetik merupakan energi gerak. Secara fisika, energi kinetik adalah energi yang dimiliki oleh suatu benda sehingga benda tersebut mampu bergerak. Selain itu, definisi lainnya ialah usaha yang di butuhkan untuk menggerakkan suatu benda yang memiliki massa dari keadaan awal yang diam hingga berpindah tempat. Dapat disimpulkan bahwa benda yang tidak bergerak tidak memiliki energi kinetik.

Energi kinetik pada suatu benda pun juga beragam. Semakin cepat suatu benda berpindah, maka semakin besar pula energi kinetiknya. Sama halnya semakin besar massa benda, semakin besar pula energi kinetiknya.

Jenis-jenis Energi Kinetik

Secara umum, energi kinetik di bagi menjadi dua yaitu energi kinetik translasi dan energi kinetik rotasi. Masing masing jenis akan di jelaskan lebih lanjut di bawah ini.

1. Energi Kinetik Translasi

Energi kinetik translasi di definisikan sebagai energi yang terdapat pada benda yang mengalami gerak lurus. Banyak sekali contoh dari energi kinetik translasi di kehidupan sehari hari. Sedangkan untuk rumus energi kinetik adalah sebagai berikut.

Dengan:

E_k = Energi kinetik

m = massa benda (kg)

v = kecepatan benda (m/s²)

Usaha merupakan besaran energi. Terdapat hubungan antara energi kinetik dengan usaha dapat dinotasikan sebagai berikut.

Dengan:

W = usaha pada benda (joule)

EK = perubahan energi kinetik (joule)

V₂² – v₁¹ = perubahan kecepatan (m/s²)

2. Energi Kinetik Rotasi

Energi kinetik rotasi adalah usaha yang ada pada suatu benda yang sedang berputar. Contoh energi kinetik rotasi antara lain planet yang mengelilingi matahari.

Gerak menggelinding ternyata merupakan gabungan antara gerak translasi dan gerak rotasi. Bila benda yang bergerak tersebut merupakan benda tegar maka penghitungan dapat menggunakan momen inersia. Sedangkan untuk benda menggelinding memiliki tenaga kinetik yang merupakan penjumlahan dari gerak translasi dan gerak rotasi.

Suatu energi tentunya dapat di identifikasikan atau di kelompokkan menjadi beragam jenis energi karena memiliki ciri ciri khusus. Begitu juga pada energi kinetik. Berikut ciri ciri energi kinetik yang perlu kalian ketahui.

1. Gerak energi kinetik dipengaruhi oleh massa bendanya
2. Setiap objek yang di kelompokkan menjadi energi kinetik pasti bergerak
3. Gerak suatu benda tersebut dapat beragam arah, baik horizontal atau vertikal
4. Semakin cepat benda bergerak maka semakin besar pula energi kinetik yang dimilikinya

Contoh Soal dan Pembahasan

• Mobil dengan massa 20.000 kg bergerak menuju arah timur dengan kecepatan 20 m/s. Hitung energi kinetik mobil tersebut.

Ek = ½ m v²

Ek = ½ (20.000 x 20²)

= ½ 8000.000

=  4000.000 Joule

= 4000 kJ

Jadi, energi kinetik yang di miliki oleh mobil tersebut adalah 4000 kJ

• Sebuah bola yang menggelinding pada lantai keramik memiliki energi kinetik 100 Joule dan memiliki massa sebesar 8 kilogram. Berapa kah kecepatan bola tersebut?

Ek = ½ m v²

100 = ½ x 8 x v²

v² = 200/8 = 25

v = 5

Jadi, kecepatan yang di miliki oleh bola tersebut adalah 5 m/s

• Sebuah peluru yang memiliki massa benda sebesar 10 gram bergerak dengan kecepatan 100 m/s. Berapa energi kinetik sebuah peluru tersebut?

Massa peluru = 10 gram = 0,001 kilo gram

Kecepatan peluru = 100 m/s

Sehingga

Ek = ½ m v²

Ek = ½ 0,01 x 100²

Ek = 0,001 x 5000

Ek = 50 Joule

Jadi, energi kinetik peluru tersebut adalah 50 joule

• Sebuah motor yang memiliki massa sebesar 100 kg melaju di jalan raya dengan kecepatan 10 m/s. Beberapa saat kemudian setelah menempuh jarak 20 meter kecepatan motor tersebut meningkat menjadi 20 m/s. Berdasarkan cerita tersebut, berapa usaha yang di lakukan mesin motor tersebut?

W = ½ m (v₂² – v₁²)

W = ½ x 100 x (400 – 100)

W = 15000 kJ

W = 15 kJ

Jadi, usaha yang telah di lakukan oleh motor tersebut sebesar 15 kJ

• Doni memiliki dua benda. Benda pertama memiliki massa sebesar m dan kecepatan sebesar v. Benda kedua memiliki massa sebesar tiga kali massa benda pertama dan memiliki kecepatan sebesar dua kali kecepatan benda pertama. Tentukan perbandingan energi kinetik kedua benda tersebut

Ek₁/Ek₂ = ½ m₁ v₁² / ½ m₂ v₂²

Ek₁/Ek₂ = m₁ v₁² / m₂ v₂²

Ek₂/Ek₁ = m₂/m₁ x (v₂/ v₁)²

Ek₂/Ek₁ = 3/1 x (2/1)²

Ek₂/Ek₁ = 12/1

Jadi, perbandingan energi kinetik benda kedua dengan benda pertama adalah 12 : 1

Latihan Soal

1. terdapat seekor burung yang sedang terbang pada ketinggian 10 meter di atas permukaan. Kecepatan terbang burung tersebut yaitu 10 m/s. Jika massa burung tersebut sebesar 2 kg, maka berapa energi kinetik burung saat terbang?
2. sebuah bola melakukan gerak translasi dan rotasi dengan kecepatan linear dan kecepatan sudut berturut turut v dan w. Berapakah energi kinetik total bola tersebut?

Demikian penjelasan mengenai energi kinetik. Semoga bermanfaat dan selamat mengerjakan.