Rumus Energi Kinetik dalam Fisika

Fadil Rianno

Aug 27, 2021 — 5 min read

Pics by Skylar Kang

Artikel ini akan membahas tentang rumus energi kinetik dalam fisika, termasuk pengertian, jenis-jenis, hingga contoh soal dan pembahasannya.

Kalian pernah ngga bertanya-tanya kenapa benda yang kita dorong itu bergerak. Kenapa mobil bisa bergerak? Berapa banyak tenaga yang dikeluarkan? Berapa jarak yang ditempuh? Berapa lama waktu yang dibutuhkan? dan pertanyaan-pertanyaan lainnya. Pada kali ini gue bakal jawab semua pertanyaan-pertanyaan kalian. Namun, sebelum mulai ke pembahasannya, gue mau kasih bocoran dikit kalau mobil yang bergerak di jalanan adalah bukti nyata penerapan teori energi kinetik di kehidupan sehari-hari.

Apa Itu Energi Kinetik?

Energi adalah properti fisika dari suatu objek, dapat berpindah melalui interaksi fundamental, yang dapat diubah bentuknya namun tak dapat diciptakan maupun dimusnahkan. Ada berbagai macam bentuk-bentuk energi, bentuk energi yang umum di antaranya adalah energi kinetik dan energi potensial. Nah, pada kesempatan kali ini, gue bakal bantu kalian buat paham banget tentang energi kinetik.

Seperti contoh yang udah gue kasih di paragraf pertama. Mobil yang berada di jalanan licin (tidak ada hambatan), bergerak dari posisi A ke posisi B dengan kecepatan senilai $v$ . Dapat kita tarik simpulan bahwa, energi kinetik adalah usaha untuk membuat benda yang diam bergerak dengan kecepatan $v$ .

Rumus Energi Kinetik bisa dituliskan seperti ini:

$Ek = \frac{1}{2}.m.v^{2}$

Keterangan:

$Ek$ : Energi kinetik $(Joule)$

$m$ : Massa $(kg)$

$v$ : Kecepatan $(m/s)$

Kalau kalian mau tau lebih lanjut mengenai dari mana rumus itu berasal, bisa banget nih liat video penjelasan yang ada di Zenius.

Jenis-jenis Energi Kinetik

1. Energi Kinetik Translasi

Energi kinetik translasi merupakan energi dari benda yang bergerak dengan kecepatan dan arah yang sama (bergerak lurus)

2. Energi Kinetik Rotasi

Energi kinetik rotasi merupakan energi dari benda yang bergerak terhadap sumbu putarnya.

Contoh Soal dan Pembahasan Energi Kinetik

1. Energi Kinetik Translasi

Mobil yang bermassa 1540 kg, awalnya diam. Kemudian bergerak karena didorong oleh Limbad dengan gaya sebesar 30 $N$ . Mobil berada di permukaan yang licin. Setelah di dorong, mobil berpindah sejauh 15 m dengan waktu 5 detik. Berapakah energi kinetik yang dibutuhkan saat peristiwa ini?

Diketahui:

$m = 1540 kg$

$v_{0} = 0 m/s$

$F$ = 30 $N$

$s$ = 15 $m$

$t$ = 5 $s$ .

Ditanya:

Energi kinetik tranlasi

Jawaban

$v = \frac{s}{t}$

$v = \frac{15}{5}$

$v = 3 m/s$

$Ek = \frac{1}{2}.m.v^{2}$

$Ek = \frac{1}{2}.1540.3^{2}$

$Ek = 6930 Joule$

Jadi, energi kinetik translasi yang dimiliki mobil adalah 6930 Joule.

Sebuah mobil sport mempunyai energi kinetik sebesar 650.000 Joule. Jika mobil tersebut mempunyai massa sebesar 1000 kg, maka kecepatan mobil sport tersebut adalah?

Diketahui:

Ek = 650.000 Joule

m = 1000 kg

Ditanya:

Kecepatan mobil $(v)$

Jawaban

$Ek = \frac{1}{2}.m.v^{2}$

$v = \sqrt{\frac{Ek.2}{m}}$

$v = \sqrt{\frac{650000.2}{1000}}$

$v = 36.05 m/s$

Jadi, kecepatan yang dimiliki mobil sport adalah 36,05 m/s

2. Energi Kinetik Rotasi

Benda mempunyai momen inersia $1 kg m^{2}$ berotasi pada sumbu tetap dengan kecepatan sudut $6 rad/s$ . Berapa energi kinetik rotasi benda tersebut ?

Diketahui:

Momen inersia (I) = 1 kg m²

Kecepatan sudut (ω) = 6 rad/s

Ditanya:

Energi kinetik rotasi

Jawaban

Rumus energi kinetik rotasi:

$Ek = \frac{1}{2}.I.w^{2}$

Keterangan:

$Ek = \frac{1}{2}.I.w^{2}$

I = momen inersia $(kg.m^{2})$

ω = kecepatan sudut $(rad/s)$

Energi kinetik rotasi benda:

Ek = 1/2.I.ω²

Ek = 1/2 (1) (6)²

Ek = 1/2 (1) (36)

Ek = 18 $Joule$

Jadi, energi kinetik rotasi yang dimiliki benda adalah 18 Joule.

Sebuah partikel bermassa 1 kg bergerak melingkar dengan kecepatan sudut tetap 4 rad/s. Tentukan energi kinetik rotasi partikel jika jari-jari lintasan partikel 20 cm.

Diketahui:

Massa partikel (m) = 1 kg

Jari-jari bola pejal (r) = 20 cm = 0,2 m

Kecepatan sudut (ω) = 4 rad/s

Ditanya:

Energi kinetik rotasi partikel

Jawaban

Rumus momen inersia partikel:

$I = m.r^{2}$

$I = 1.0,2^{2}$

$I = 1.0,04$

$I = 0,04 kgm^{2}$

Energi kinetik rotasi partikel :

Ek = 1/2.I.ω²

Ek = 1/2 (0,04) (4)²

Ek = 1/2 (0,04)(16)

Ek = (0,02)(16)

Ek = 0,32 Joule

Jadi, energi kinetik rotasi yang dimiliki partikel adalah 0,32 Joule.

Itu dia penjelasan mengenai energi kinetik dalam kehidupan sehari-hari beserta dengan jenis-jenisnya, serta contoh soal dan pembahasannya. Gue harap kalian semua paham dengan penjelasan yang udah disampaikan ya. Semangat terus belajarnya ya, Sobat Zenius!