Energi Kinetik

Di dalam kehidupan sehari – hari, terdapat beragam energi yang sangat erat kaitannya dengan kita, salah satu energi tersebut adalah energi kinetik.

Untuk mengetahui apa itu energi kinetik secara lebih lanjut, simak baik – baik ulasan di bawah ini.

Pengertian Energi

Di dalam fisika, Dalam fisika, pengertian energi merupakan suatu kemampuan guna melakukan usaha (kerja) atau mengerjakan sebuah perubahan.

Oleh sebab itu, di dalam melakukan setiap kegiatan, entah itu berwujud mengangkat barang, mendorong meja hingga berlari, secara tidak langsung kalian memerlukan adanya energi.

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

• Energi kinetik
• Energi potensial

Gabungan dari energi kinetik serta energi potensial ini juga biasa disebut sebagai energi mekanik.

Pengertian Energi Kinetik

Energi kinetik (EK) atau energi gerak merupakan suatu energi yang dimiliki oleh suatu benda sebab gerakannya.

Energi kinetik pada suatu benda didefinisikan sebagai usaha yang diperlukan dalam menggerakkan suatu benda dengan massa tertentu dari kondisi yang diam sampai meraih kecepatan tertentu.

EK yang ada pada sebuah benda sama dengan jumlah usaha yang dibutuhkan untuk menyatakan kecepatan serta rotasinya, dimulai dari kondisi yang diam.

Nilai energi kinetik berhubungan erat dengan adanya massa serta kecepatan dari benda.

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

Benda yang memiliki massa serta kecepatan yang besar, pasti mempunyai EK yang besar pada saat bergerak. Begitu pula sebaliknya, benda dengan massa serta kecepatan yang kecil, maka energi kinetiknya juga kecil.

Contoh energi kinetik:

• Truk yang bergerak.
• Ketika kalian berlari.
• Bola yang menggelinding.
• Serta beragam gerakan lainnya.

Contoh lain:

Ketika kalian melempar batu, maka batu yang kalian lempar pasti mempunyai kecepatan. Maka dari itu, batu tersebut mempunyai energi kinetik.
Energi kinetik dari batu tersebut bisa kalian lihat dampaknya pada saat batu menumbuk sasaran yang ada di depannya.

Contoh penerapan konsep energi kinetik dalam kehidupan sehari – hari:

1. Buah kelapa yang bergerak jatuh dari pohonnya

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

2. Menendang bola

Keterangan: Menendang bola menjadi salah satu contoh penerapan hubungan antara energi kinetik dan juga usaha. Kalian menendang bola dengan menggunakan kaki artinya kalian melakukan usaha terhadap bola. Bola kalu mengubah usaha itu menjadi energi kinetik sehingga bola bisa bergerak dengan cepat.

Sejarah dan Etimologi Energi Kinetik

Kata sifat dari kinetik asalnya dari bahasa Yunani Kuno yakni κίνησις (kinesis) yang berarti gerak.

Aturan yang ada di dalam mekanika klasik yang menyebutkan jika E ∝ mv² pertama kali dikembangkan oleh Gottfried Leibniz serta Johann Bernoulli.

Mereka menyebutkan jika energi kinetik tersebut merupakan gaya yang hidup, vis viva.

Willem ‘s Gravesande asal Belanda juga melakukan percobaan guna membuktikan persamaan tersebut.

Beliau membuktikannya dengan cara menjatuhkan benda dari ketinggian yang berbeda – beda ke dalam blok tanah liat, ‘s Gravesande kemudian menyatakan jika kedalaman pada tanah liat berbanding lurus dengan kuadrat kecepatan.

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

Rumus Energi Kinetik

Energi kinetik memiliki beberapa jenis dengan rumus yang berbeda – beda, diantaranya ialah sebagai berikut:

1. Rumus Energi Kinetik (Energi Kinetik Translasi)

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

EK translasi atau juga biasa disebut sebagai energi kinetik saja merupakan energi kinetik pada saat benda bergerak dalam secara translasi.

Rumus:

Ek = ½ x m x v²

Keterangan:

• m = massa dari benda tegar (kg)
• v= kecepatan (m/s)
• Ek = energi kinetik (Joule)

2. Rumus Energi Kinetik Rotasi

Pada kenyataannya, tidak seluruh benda bergerak dengan translasi linier. Namun ada juga benda yang bergerak dalam gerakan rotasi atau gerakan secara melingkar.

Rumus dari energi kinetik untuk gerakan satu ini juga biasa disebut sebagai rumus energi kinetik rotasi. Yang mana memiliki nilai yang berbeda dengan energi kinetik biasa.

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

Er = ½ x I x ω²

Keterangan:

• I = momen inersia
• ω = kecepatan sudut

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

3. Rumus Energi Kinetik Relativistik

Energi kinetik relativistik merupakan EK pada saat benda bergerak dengan sangat cepat.

Bahkan saking cepatnya, benda yang bergerak secara relativistic mempunyai kecepatan yang mendekati kecepatan dari cahaya.

Di dalam prakteknya, hampir mustahil bagi beragam benda besar dapat meraih kecepatan satu ini.

Oleh sebab itu, kecepatan yang sangat besar satu ini pada umumnya hanya diraih oleh berbagai partikel penyusun atom.

Energi Kinetik Relativistik Einstein

Rumus dari energi kinetik relativistik ini berbeda dengan rumus energi kinetik biasa, sebab gerakannya tidak lagi sesuai dengan mekanika Newton klasik.

Oleh sebab itu, pendekatannya yang dikerjakan dengan menggunakan teori relativitas Einstein yang mana rumusnya bisa dituliskan dengan formula berikut ini:

Ek = (γ-1) mc²

Keterangan:

• γ = konstanta relativistic
• c = kecepatan cahaya
• m = massa objek

Hubungan Energi dengan Usaha

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

Usaha ini diartikan juga sebagai perkalian antara jarak yang ditempuh dengan gaya yang searah dengan arah perpindahannya.

Secara matematis, usaha diformulasikan ke dalam bentuk:

W = F.s

Keterangan:

• W = Usaha (Joule)
• F = Gaya (N)
• s = Jarak (m)

Perhatikan gambar di bawah ini supaya kalian lebih memahami konsep dari usaha.

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

Apabila gaya yang diberikan terhadap objek berlawanan arah dengan arah perpindahannya, maka usaha yang diberikan akan memiliki nilai negatif.

Apabila gaya yang diberikan searah dengan arah perpindahan, maka objek itu mengerjakan usaha yang bernilai positif.

Apabila gaya yang diberikan dapat membentuk sudut, maka nilai usahanya hanya dihitung berdasarkan gaya yang searah dengan arah gerakan benda.

Usaha memiliki hubungan yang sangat erat dengan energi kinetik.

Besarnya nilai usaha sama dengan perubahan energi kinetik.

Hal tersebut dinotasikan seperti berikut ini:

W=ΔE_k=1/2 m(v₂²-v₁²)

Keterangan:

• W = usaha
• ΔE_k = perubahan energi kinetik
• m = massa benda
• v₁² = kecepatan awal
• v₂² = kecepatan akhir

Contoh Soal

Untuk memahami berbagai uraian di atas, berikut kami sajikan beberapa soal yang berhubungan dengan energi kinetik, antara lain: