Energi Kinetik merupakan salah satu materi fisika yang cukup menarik untuk dibahas. Kalau kebetulan kamu ingin belajar tentang materi ini lebih dalam, simak penjelasan lengkapnya berikut. Kami juga telah menyediakan soal latihan yang bisa dikerjakan untuk mengasah kemampuanmu.
Lewat pembahasan ini, kamu bisa belajar mengenai Energi Kinetik. Kamu akan diajak untuk memahami materi dan tentang metode menyelesaikan soal.
Kamu juga akan memperoleh latihan soal interaktif yang tersedia dalam tiga tingkat kesulitan, yaitu mudah, sedang, dan sukar. Tertarik untuk mempelajarinya?
Sekarang, kamu bisa mulai mempelajari materi lewat uraian berikut. Apabila materi ini berguna, bagikan ke teman-teman kamu supaya mereka juga mendapatkan manfaatnya.
Kamu dapat download modul & kumpulan soal dalam bentuk pdf pada link dibawah ini:
Definisi
Pengertian energi kinetik adalah bentuk energi mekanik yang dimiliki benda saat bergerak. Besar EK sebanding dengan massa dan kuadrat kecepatan benda.
Energi Kinetik (EK)
Pada sub bab sebelumnya telah dibahas tentang definisi usaha sebagai perkalian antara gaya dengan perpindahannya.
\begin{equation}
W=F\times\Delta r
\end{equation}
Besar gaya $F$ dapat dinyatakan dengan $F=ma$ dan $\Delta r=\frac{1}{2a}(v_{f}^{2}-v_{i}^{2})$, dengan $m$ adalah massa benda, $a$ adalah percepatan dan $v$ adalah kecepatan. Sehingga besar usaha $W$ dapat dinyatakan sebagai berikut.
\begin{eqnarray}
W & = & F\times\Delta r\nonumber \\
W & = & ma\times\frac{1}{2a}(v_{f}^{2}-v_{i}^{2})\nonumber \\
W & = & \frac{1}{2}mv_{f}^{2}-\frac{1}{2}mv_{i}^{2}
\end{eqnarray}
Spesi $\frac{1}{2}mv^{2}$ inilah yang menyatakan besar rumus energi kinetik disingkat dengan $T$ atau kadang digunakan simbol $E_{k}$. Indeks $i$ menyatakan kondisi awal dan $f$ menyatakan kondisi akhir.
\begin{equation}
T=\frac{1}{2}mv^{2}
\end{equation}
Berdasarkan persamaan (3) maka persamaan (2) dapat dinyatakan sebagai berikut.
\begin{eqnarray}
W & = & T_{f}-T_{i}\nonumber \\
W & = & \Delta T
\end{eqnarray}
Persamaan (4) dapat disimpulkan bahwa usaha merupakan perubahan EK. Hubungan usaha dengan satuan energi kinetik ini disebut dengan teorema usaha-EK.
Contoh Soal Energi Kinetik dan Penyelesaiannya
- Mobil A bermassa $m$ bergerak dengan kecepatan $v$ memiliki EK sebesar 80 kJ. Mobil B bermassa $\frac{1}{2}m$ bergerak dengan kecepatan $2v$. Selesaikan dengan cara menghitung EK mobil B adalah sebesar….
Penyelesaian:
Berdasarkan informasi dari mobil A maka diperoleh
$\begin{alignedat}{1}T_{A} & =\frac{1}{2}mv^{2}\\
mv^{2} & =2T_{A}\\
& =160\mbox{ kJ}
\end{alignedat}
$
Sehingga besar EK mobil B adalah
$\begin{alignedat}{1}T_{B} & =\frac{1}{2}mv^{2}\\
T_{B} & =\frac{1}{2}\frac{1}{2}m4v^{2}\\
T_{B} & =160\mbox{ kJ}
\end{alignedat}
$
- Motor bermassa 100 kg bergerak dengan kecepatan 10 m/s kemudian dipercepat sehingga setelah menempuh jarak 20 meter kecepatannya menjadi 20 m/s. Usaha yang dilakukan oleh mesin motor adalah sebesar…..
Besar usaha adalah perubahan EK-nya, sehingga:
$\begin{alignedat}{1}W & =\frac{1}{2}m\left(v_{f}^{2}-v_{i}^{2}\right)\\
W & =\frac{1}{2}\times100\times\left(400-100\right)\\
W & =15000\mbox{ J}\\
W & =15\mbox{ kJ}
\end{alignedat}
$