Energi Kinetik
Enegi kinetik adalah energi yang dimiliki suatu benda karena
gerakannya. Jadi, setiap benda yang bergerak memiliki energi kinetik.
Contohnya, energi kinetik dimiliki oleh mobil yang sedang melaju, pesawat yang
sedang terbang, dan anak yang sedang berlari.
Perhatikanlah Gambar 4.8. Benda bermassa m1 bergerak dengan kecepatan v1 .
Benda tersebut bergerak lurus berubah beraturan sehingga setelah menempuh jarak
sebesar s, kecepatan benda berubah menjadi v2 . Oleh karena itu,
pada benda berlaku persamaan v2 = v1 + a. t dan s = v1
t + 1/2 at2. Anda telah mengetahui bahwa percepatan yang
timbul pada gerak lurus berubah beraturan berhubungan dengan gaya F yang
bekerja padanya sehingga benda bergerak dengan percepatan a.
Besar usaha yang dilakukan gaya sebesar F pada benda dapat
dihitung dengan persamaan
W = F. s = (m .a) . s
........ (4–8)
Oleh karena gerak benda adalah gerak lurus berubah
beraturan, nilai a dan s pada Persamaan (4–8) dapat disubstitusikan dengan
persamaan a dan s dari gerak lurus berubah beraturan, yaitu
............(4–9)
Besaran 1/2mv2
merupakan energi kinetik benda karena menyatakan kemampuan benda untuk
melakukan usaha. Secara umum, persamaan energi kinetik dituliskan sebagai
EK = ½ mv2 .............. (4–10)
Dari Persamaan (4–10), Anda dapat memahami bahwa energi
kinetik benda berbanding lurus dengan kuadrat kecepatannya. Apabila kecepatan
benda meningkat dua kali lipat kecepatan semula, energi kinetik benda akan naik
menjadi empat kali lipat. Dengan demikian, semakin besar kecepatan suatu benda,
energi kinetiknya akan semakin besar pula.
Perubahan energi kinetik benda dari EK1 = ½ mv12
menjadi EK2 = ½ mv22 merupakan besar usaha yang dilakukan oleh
resultan gaya yang bekerja pada benda. Secara matematis, persamaannya dapat
dituliskan sebagai
................(4–11)
contoh
1. Sebuah
peluru yang massanya 10 gram, bergerak dengan kecepatan 80 m/s. Tentukanlah
energi kinetik peluru pada saat itu.
Jawab
Diketahui: m
= 10 gram = 1 × 10–2 kg dan v
= 80 m/s.
Energi
kinetik peluru adalah
EK = 1/2mv2
= 1/2(1 × 10–2 kg)(80 m/s)2 = 32 joule.
2. Sebuah
benda bermassa 2 kg berada dalam keadaan diam pada sebuah bidang datar yang
licin. Kemudian, pada benda tersebut bekerja sebuah gaya F = 20 N sehingga kecepatannya
menjadi 10 m/s.
Tentukanlah:
a. usaha
yang dilakukan oleh gaya F, dan
b. jarak
yang telah ditempuh.
Jawab
Diketahui:
mula-mula benda dalam keadaan diam, berarti v1 = 0, v2 sebesar 10 m/s, dan massa benda m = 2 kg.
||PETA KONSEP||USAHA||ENERGI||ENERGI KINETIK||ENERGI POTENSIAL||ENERGI MEKANIK||HUKUM KEKEKALAN ENERGI MEKANIK|| DAYA||