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||