Benda yang diam maka besar energi kinetiknya

Energi kinetik adalah energi yang dimiliki oleh benda yang sedang bergerak. Lebih tepatnya, energi jenis ini disebabkan oleh adanya kecepatan gerak suatu benda.

Apabila sebuah benda bermassa m kemudian bergerak dengan kecepatan v, maka besar energi kinetik benda tersebut dapat kita ketahui dengan persamaan berikut.

EK = 0,5.m.v2 = ½ mv²

Nah, pertanyaan muncul, bagaimana jika sebuah benda itu diam di tempat, apakah memiliki energi kinetik? Tentu saja tidak. Berdasarkan persamaan di atas, jika kecepatan (v) itu sama dengan nol (benda tidak bergerak), maka energi kinetiknya nol.

Berlaku sebaliknya, jika kecepatan v nilainya semakin besar, maka energi kinetik benda tersebut juga akan semakin besar. Begitupula bila massanya besar, maka energi kinetiknya juga besar.

Satuan energi kinetik adalah joule disingkat J. Sedangkan satuan massa adalah kilogram disingkat kg dan kecepatan satuannya adalah meter per sekon ang disingkat m/s.

Jenis energi kinetiknya

a. Energi kinetik translasi

Energi kinetik translasi merupakan energi kinetik pada benda yang sedang mengalami gerak lurus. Misalnya energi kinetik pada mobil yang bergerak lurus.

b. Energi kinetik rotasi

Energi kinetik rotasi merupakan energi kinetik yang dimiliki oleh benda yang berputar, misalnya energi kinetik bulan yang bergerak mengelilingi bumi.

1. Sebagai alat transportasi, misalnya energi kinetik pada angin laut dapat digunakan sebagai penggerak kapal layar.
2. Sebagai sumber energi listrik, misalnya energi kinetik air pada sungai dapat memutarkan turbin sedangkan energi kinetik pada angin dapat digunakan sebagai penggerak kincir angin.
3. Sebagai mainan, misalnya energi kinetik angin dapat sebagai penggerak mainan layangan.
4. Untuk mengolah makanan, misalnya energi gerak pada alat dapat memisahkan biji dengan kulitnya.
5. Energi kinetik angin dapat membantu proses penyebaran biji tanaman.

Sebuah sepeda motor melaju dengan kecepatan 40 m/s. Jika massa sepeda motor tersebut sebesar 100 kg, berapakah besar energi kinetik sepeda motor tersebut?

Jawab

Nah, kita bisa menghitungnya dengan persamaan di atas.

EK = 0,5.m.v2 = (0,5)(100)(40)2 = 80.000 J

Hampir seluruh kegiatan manusia membutuhkan energi, baik saat berjalan bahkan ketika membaca maupun makan. Energi merupakan kemampuan untuk melakukan suatu usaha dan kerja. Nah, dalam mata pelajaran fisika biasanya energi dibagi menjadi dua jenis, yaitu energi kinetik dan energi potensial.

Pada dasarnya, suatu benda dapat menggerakan sesuatu dan mengerjakan gaya ketika benda tersebut memiliki energi. Lantas, bagaimana perbandingan energi kinetik dan energi potensial ini?

Energi Kinetik

Ini adalah jenis energi yang dimiliki suatu benda yang bergerak atau berpindah. Setiap benda yang memiliki kecepatan maka benda tersebut memiliki energi kinetik. Misalnya, angin yang bertiup dapat menggerakan kincir angin.

Acuan energi kinetik adalah saat benda berada dalam posisi diam, yaitu nilainya sama dengan nol. Energi kinetik pada suatu benda dipengaruhi olrh massa benda dan kelajuannya.

Semakin besar massa suatu benda, maka semakin besar pula energi kinetiknya. Begitu juga jika kelajuan benda semakin cepat maka energi kinetik suatu benda tersebut semakin besar.

Baca juga: Memahami Hukum Kekekalan Energi Mekanik

Secara matematis maka energi kinetik dapat diperoleh dengan menggunakan persamaan sebagai berikut :

Ek = ½ mv2

Dengan m adalah massa benda (kg), v adalah kecepatan benda (m/s), dan Ek adalah energi kinetik benda (joule).

Energi potensial

Sementara itu, energi potensial adalah energi yang dimiliki suatu benda karena kedudukannya atau tempatnya. Artinya, benda mati yang diam pun memiliki energi, yaitu energi potensial. Energi potensial ini hanya tersimpan saja dan bermanfaat ketika sudah diubah menjadi bentuk energi lain.

Sebagai contoh benda yang berada pada ketinggian tertentu maka benda tersebut memiliki energi potensial. Misalnya ketika apel jatuh dari pohon, dimana ada energi potensial di dalamnya.

Secara matematis energi potensial dapat ditentukan dengan persamaan berikut ini :

Ep = mgh

Dengan Ep adalah energi potensial gravitasi (joule), m adalah massa benda (kg), g yaitu percepatan gravitasi (m/s), dan h adalah ketinggian benda (m).

Dilansir dari kemdikbud.go.id ada beberapa ciri-ciri energi potensial antara lain :

• Energi potensial gravitasi dimiliki benda karena posisi relatifnya terhadap bumi
• Setiap benda yang memiliki energi potensial gravitasi dapat melakukan kerja apabila benda tersebut bergerak menuju permukaan bumi
• Jika suatu benda memiliki potensi dalam melakukan usahanya, maka benda tersebut memiliki energi potensial
• Energi potensial adalah energi yang tersimpan dalam suati benda karena ketinggiannya
• Energi potensial juga dipengaruhi oleh percepatan gravitasi bumi dan tempat ketinggian benda
• Semakin tinggi dan semakin besar massa benda, maka energi potensialnya semakin besar
• Berlaku sebaliknya, jika massa benda semakin kecil dan ketinggian benda semakin rendah maka energi potensialnya semakin kecil
• Jika benda terletak di atas tanah, maka energi potensialnya nol. Jadi energi potensial selalu berkaitan dengan letak ketinggian benda

Pada pelajaran Fisika, rumus energi kinetik dan potensial akan sering dijumpai. Energi merupakan sebuah kemampuan yang digunakan untuk melakukan usaha.

Hampir seluruh kegiatan manusia membutuhkan energi. Saat berjalan, manusia membutuhkan energi. Bahkan, kita juga membutuhkan energi saat makan dan membaca.

Rumus usaha dan energi dalam Fisika terbagi menjadi dua, yaitu potensial dan kinetik. Kali ini, kita akan mempelajari mengenai rumus mencari energi kinetik dan potensial.

Rumus Perbandingan Energi Kinetik dan Potensial

1. Rumus Kecepatan Energi Kinetik

Energi kinetik terjadi saat benda mengalami perubahan kelajuan. Artinya, saat benda semula diam dan bergerak dengan kelajuan v, maka benda tersebut memiliki energi kinetik.

Acuan energi kinetik adalah saat benda berada dalam posisi diam, yaitu nilainya sama dengan nol.

Energi kinetik pada suatu benda dipengaruhi oleh massa benda dan kelajuannya. Semakin besar massa suatu benda, maka semakin besar pula energi kinetiknya.

Begitu juga jika kelajuan benda semakin cepat, maka energi kinetik suatu benda tersebut juga semakin besar.

Untuk menghitung energi kinetik suatu benda, kamu bisa menggunakan rumus di bawah ini:

Artinya, EK adalah energi kinetik (J), m adalah massa benda (kg), dan v adalah kecepatan benda (m/s).

2. Rumus Energi Potensial

Dikutip dari buku Akselerasi Fisika, Pengertian energi potensial adalah energi yang disimpan dalam benda atau suatu keadaan tertentu.

Menurut ilmu mekanika, energi potensial merupakan energi yang dimiliki oleh benda, karena kedudukan atau ketinggian benda tersebut.

Artinya, benda mati yang diam pun memiliki energi, yaitu energi potensial. Energi potensial ini hanya tersimpan saja dan bermanfaat ketika sudah diubah menjadi bentuk energi lain.

Contohnya, energi potensial pada air yang berada di ketinggian akan bermanfaat ketika berubah menjadi energi kinetik, yaitu air terjun.

Secara Matematika, rumus energi potensial yang terjadi di Bumi dapat ditulis sebagai berikut:

Arti dari rumus tersebut, m adalah massa benda (kg), g adalah percepatan gravitasi Bumi yang besarnya 9,8 m/s^2 atau 10 m/s^2, dan h adalah ketinggian benda.

Rumus Energi Kinetik dan Potensial dan Contoh Soal

Supaya kamu semakin paham mengenai materi rumus energi kinetik dan potensial, maka cermati contoh soal dan pembahasan di bawah ini, dikutip dari buku Seribu Pena Fisika:

Hitung energi kinetik sebuah benda bermassa 50 kg yang dilemparkan dengan kelajuan awal sama dengan nol dan kelajuan saat benda bergerak 8 m/s!

Jadi, energi kinetik benda tersebut adalah 1600 Joule.

Sebuah batu memiliki massa 2 kg dijatuhkan dari ketinggian 20 meter. Hitunglah energi potensial batu tersebut! (Percepatan gravitasi 10 m/s^2)

Jadi, energi potensial batu tersebut adalah 400 Joule.