Energi Kinetik

Energi kinetis atau energi gerak (disebut juga energi kinetik) adalah energi yang dimiliki oleh sebuah benda karena gerakannya.

Apa yang dimaksud energi kinetik?

Energi kinetis dari sebuah benda didefinisikan sebagai usaha yang dibutuhkan untuk menggerakkan sebuah benda dengan massa tertentu dari keadaan diam hingga mencapai kecepatan tertentu.

Energi kinetis sebuah benda sama dengan jumlah usaha yang diperlukan untuk menyatakan kecepatan dan rotasinya, dimulai dari keadaan diam.

Baca juga ? Energi listrik – Rumus, Penjelasan, Contoh Soal dan Jawaban

Jenis dan Rumus Energi Kinetik

Energi kinetik ada dalam beberapa jenis sesuai dengan gerakannya, dan masing-masing memiliki rumus energi kinetik nya tersendiri. Berikut ini adalah jenisnya:

Rumus Energi Kinetik (Energi Kinetik Translasi)

Ini adalah rumus energi kinetik yang paling dasar. Energi kinetik translasi atau biasa disebut dengan energi kinetik saja adalah energi kinetik ketika benda bergerak dalam secara translasi.

E_k = ½  x m x v²

Keterangan :
m = massa dari benda tegar (kg)
v= kecepatan (m/s)
E_k = energi kinetik (Joule)

Rumus Energi Kinetik Rotasi

Nyatanya, tidak semua benda bergerak secara transalsi linier. Ada pula benda yang bergerak dalam gerakan melingkar atau gerakan rotasi.

Rumus energi kinetik untuk gerakan jenis ini biasa disebut dengan rumus energi kinetik rotasi, dan nilainya berbeda dengan energi kinetik biasa.

Parameter dalam energi kinetik rotasi menggunakan momen inersia dan kecepatan sudut, yang dituliskan dalam formula:

E_{r =} ½ x I x ω²

Keterangan :
I = momen inersia
ω = kecepatan sudut

Jadi untuk menghitung energi kinetik rotasi kamu perlu terlebih dahulu mengetahui momen inersia dan kecepatan sudut bendanya.

Baca juga ? Rumus Momen Inersia Dan Contoh-Contoh Soal Beserta Jawabannya

Rumus Energi Kinetik Relativistik

Energi kinetik relativistik adalah energi kinetik ketika benda bergerak dengan sangat cepat.

Saking cepatnya, benda yang bergerak relativistic memiliki kecepatan yang mendekati kecepatan cahaya.

Dalam prakteknya, hampir mustahil untuk benda-benda besar mencapai kecepatan ini. Oleh karena itu, kecepatan yang sangat besar ini pada umumnya dicapai oleh partikel-partikel penyusun atom.

Rumus energi kinetik relativistik berbeda dengan energi kinetik biasa karena gerakannya tidak lagi sesuai dengan mekanika Newton klasik. Oleh karena itu, pendekatannya dilakukan dengan teori relativitas Einstein dan rumusnya dapat dituliskan sebagai berikut

E_k = (γ-1) mc²

Dimana γ adalah konstanta relativistic, c  merupakan kecepatan cahaya, dan m adalah massa objek tersebut.

Contoh Soal dan Jawaban Energi Kinetik

Sebuah mobil memiliki massa 500 kg melaju dengan kecepatan 25 m/s. Hitung EK mobil pada kelajuan tersebut! Apa yang akan terjadi jika mobil direm secara mendadak?

Diketahui:
Massa mobil (m) = 500 kg
Kecepatan mobil (v) = 25 m/s

Ditanyakan:
EK dan kejadian jika mobil direm mendadak

Jawab:
E_k mobil sedan dapat dihitung sebagai berikut:

E_k = 1/2 . m v2
E_k = 1/2 . 500 . (25)2
E_k = 156.250 Joule

Ketika mobil direm, mobil akan berhenti. E_k akan berubah menjadi energi panas dan energi bunyi yang ditimbulkan oleh gesekan antara rem dengan as roda dan ban mobil dengan jalan.

Robin sedang menaiki sepeda motor dengan kecepatan 3 m/s. Jika massa sepeda motor Robin tersebut 60 kg. Berapakah jumlah EK-nya ?

Penyelesaian :

Diketahui :

v = 3 m/s
m = 60 kg

Ditanya: EK =…..?

Jawaban:

EK = ½ x m x v²
EK = ½ x 60 x 3²
EK = 180 Joule.

Contoh, EK dari sebuah benda yang bermassa 80 kilogram bergerak dengan kecepatan 18 meter/detik, maka EK adalah…

Jawaban:

E_k = (1/2) · 80 · 18² J = 12.96 kiloJoule (kJ)

Tony sedang berjalan menggunakan sepatu roda dengan kecepatan 4 m/s. Jika massa sepatu roda Tony tersebut 80 kg. Berapakah jumlah EK-nya ?

Penyelesaian:

Diketahui:

v = 4 m/s
m = 80 kg

Ditanya: EK =…..?

Jawaban:

EK = ½ x m x v²
EK = ½ x 80 x 4²
EK = 320 Joule.

Sebuah mobil memiliki massa 1000 kg, bergerak dengan kecepatan 20 m/s. Berapakah EK mobil tersebut..?

Penyelesaian:

Diketahui: m = 1000 kg

v = 20 m/s

Ditanya: Ek……?

Jawaban:

Ek = 1/2 mv2
= 1/2 x 1000 kg x (20 m/s)2
= 500 kg x 400 m/s
= 20000 Joule.

Cindy sedang mengendarai mobil mewah dengan kecepatan 5 m/s. Jika massa mobil mewah Cindy tersebut 120 kg. Berapakah jumlah EK-nya?

Penyelesaian :

Diketahui :

v = 5 m/s
m = 120 kg

Ditanya : EK =…..?

Jawab :

EK = ½ x m x v²
EK = ½ x 120 x 5²
EK = 600 Joule.

Sebuah mobil sedan mempunyai EK sebesar 560.000 Joule. Jika mobil tersebut mempunyai massa sebesar 800 kg, maka kecepatan mobil sedan tersebut adalah…

Diketahui:
E_k = 560.000 Joule
Massa mobil (m) = 800 kg

Ditanyakan:
Kecepatan mobil (v)?

Jawab:
E_k = 1/2 . m v2
v = √ 2 x Ek/m
v = √ 2 x 560.000 / 800
v = 37,42 m/s

Jadi kecepatan mobil jip adalah 37,42 m/s.

Sebuah mobil bermassa 20.000 kg bergerak ke arah timur dengan kecepatan 20 m/s. Berapakah E_k mobil tersebut?

Jawaban:

Dik: m = 20.000 kg; v = 20 m/s;

Dit: Ek = …..?

Penyelesaian:

E_k = 1/2 m.v²
E_k = 1/2 (20.000.20²)
E_k = 1/2 (8000.000)
E_k = 4000.000 J
E_k = 4.000 kJ.

Sebuah benda dikatakan memiliki E_k sebesar 200 J karena benda tersebut bergerak dengan kecepatan 36 km/jam. Perkirakan besar massa benda tersebut!

Jawaban:

Dik: E_k = 200 J; v = 36 km/jam = 10 m/s

Dit: m = …?

Penyelesaian:

• E_k = 1/2 m.v²
• m = 2Ek/v²
• m = 2 (200)/10²
• m = 4 kg