Apa Itu Energi Kinetik? (Contoh Soal)

informasitips.com – Energi kinetik adalah energi yang dimiliki oleh suatu benda saat benda itu sedang bergerak, baik bergerak secara vertikal maupun bergerak secara horizontal.

Paling tidak ada 3 jenis bentuk energi kinetik, yaitu vibrasional (energi kinetik yang terkandung pada benda yang sedang bervibrasi atau bergetar), rotasional (energi kinetik yang dimiliki benda yang mengalami gerakan rotasi atau gerakan melingkar), dan translasional (energi kinetik yang dimiliki oleh benda yang mengalami perpindahan dari satu titik ke titik lainnya). Biasanya, kalau kita membicarakan energi kinetik itu, maka asosiasi kita sering tertuju pada energi kinetik yang translasional dimana benda bergerak sehingga dia menjadi berpindah.

Dalam bahasa matematika-nya, energi kinetik difomulasikan dengan rumus seperti berikut ini:

Ek = ½ mv^2

Dimana: m = massa benda yang bergerak (kg); v = kecepatan benda bergerak (m/s); ^2 = kuadrat

Dari rumus energi kinetik di atas dapat terlihat bahwa energi kinetik yang dimiliki saat benda bergerak sebanding dengan kuadrat kecepatannya, itu artinya jika kecepatan benda melaju menjadi 2 kalinya, maka energi kinetik yang dimiliki benda itu menjadi 4 kalinya. Dari hal itu bisa kita ketahui bahwa besarnya energi kinetik suatu benda yang sedang bergerak tergantung dari besarnya (kuadrat) kecepatan benda itu bergerak.

Jika kecepatan, percepatan, gaya, dan momentum memiliki arah (karena termasuk besaran vektor), maka energi kinetik berbeda. Energi kinetik merupakan besaran scalar, jadi tidak memiliki arah dan hanya memiliki nilai dengan satuan Joule (J) atau kg.m^2/s^2.

Contoh Soal Energi Kinetik

Soal Pertama. Berapa energi kinetik yang dimiliki oleh seseorang dengan berat badan 70 kg yang sedang berjalan dengan kecepatan 1 m/s?
Cara menjawabnya cukup memasukkan variabel yang ada di soal ke rumus Ek seperti yang tertera di atas, yaitu:
Ek = ½. 70. (1)^2
Ek = 35 kg.m^2/s^2 atau 35 J (Joule)

Soal Kedua. Sebuah peluru yang memiliki bobot 10 gram ditembakkan sehingga peluru tersebut melesat dengan kecepatan 600 m/s. Berapakah energi kinetik yang dimiliki oleh peluru itu saat melesat?
Sama seperti soal pertama, variabel yang ada di soal dimasukkan ke dalam formula Ek, namun untuk variabel bobot peluru terlebih dahulu dikonnversi dari gram menjadi kilogram (kg)
10 gram = 0,010 kg
Sehingga energi kinetiknya adalah:
Ek = ½. (0,010). (600)^2
Ek = ½. (0,010). 360000
Ek = 1800 J

Soal Ketiga. Sebuah roket yang memiliki massa 1,5×10^4 kg (10^4 artinya 10 pangkat 4) diluncurkan, lalu roket tersebut meluncur dengan percepatan 220 m/s^2 selama 29 detik dari kecepatan awalnya yang sebesar 5200 m/s. Berapakah Energi Kinetik yang dimiliki oleh roket tersebut setelah mengalami percepatan 220 m/s^2?

Untuk menjawabnya, maka yang harus dilakukan adalah mencari energi kinetik sebelum percepatan (Ek-awal) dan energi kinetik setelah percepatan (Ek-akhir), lalu setelah itu selisih antar keduanya (Ek-akhir dan Ek-awal).

Ek-awal dihitung dengan menggunakan formula Energi Kinetik dengan kecepatan awal, yaitu 5200 m/s (seperti yang ada di soal)
Ek = ½. (1,5×10^4). (5200)^2
Ek = 2,028 x 10^11 J

Lalu, bagaimana menghitung Energi Kinetik akhir dari roket tersebut? Caranya adalah terlebih dahulu mencari kecepatan akhir roket setelah mengalami percepatan selama 29 detik. Formula yang digunakan adalah v-akhir = v-awal + a.t
v-akhir = 5200 + (220×29)
v-akhir = 5200 + 6380 = 11580 m/s

Setelah v-akhir didapat maka Ek-akhir sudah bisa dihitung, yaitu:
Ek-akhir = ½. (1,5×10^4). (11580)^2
Ek-akhir = 1,006 x 10^12 J

Setelah Ek-awal dan Ek-akhir didapat barulah Energi kinetik yang dimiliki roket saat mengalami percepatan bisa dihitung, yaitu dengan menghitung selisih anatara Ek-akhir dan Ek-awal.
Ek-roket = Ek-akhir – Ek-awal
Ek-roket = (1,006 x 10^12) – (2,028 x 10^11)
Ek-roket = (10,06 x 10^11) – (2,028 x 10^11)
Ek-roket = (10,060 – 2,028) x 10^11 J
Ek-roket = 8,032 x 10^11 J

Jadi, energi kinetik yang diperoleh oleh roket setelah mengalami percepatan adalah 8,032 x 10^11 J

Loading...

Rekomendasi

Tinggalkan Balasan

Your email address will not be published. Required fields are marked *

You may use these HTML tags and attributes: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>