Memahami Rumus Energi Kinetik, Manfaat & Contoh Soalnya

Sebelum kita membahas rumus energi kinetik, sebaiknya kita mempelajari dahulu pengertiannya. Energi kinetik bisa kalian jumpai dalam kehidupan sehari-hari. Contohnya seperti kendaraan melaju kencang di jalan raya, peluru mendesing ketika ditekan pelatuknya, turbin pada mesin Pembangkit Listrik Tenaga Air (PLTA) yang berjalan sedemikian rupa. 

Selain itu, kegiatan sederhana seperti bermain yoyo,  berjalan dan berlari adalah contoh nyata besaran turunan ini. Ia mempunyai keterkaitan dengan massa dan kecepatan, sehingga untuk nilainya, kalian harus memahami rumus energi kinetik. 

Menurut KBBI, energi kinetik merupakan usaha  yang muncul karena adanya pengaruh suatu massa. Berasal dari bahasa Yunani yaitu “energeia” bermakna usaha dan kata “kinesis” berarti gerak. Jadi, ia merupakan usaha yang bentuknya adalah gerakan dari suatu benda tersebut. Sehingga, untuk mencari rumus energi kinetik atau besaran turunan ini, kita harus mengetahui nilai pengaruh besaran massa dan kecepatan gerak benda.  

Nah, untuk lebih jelasnya. Kami akan ajak kalian memahami manfaat dan bagaimana cara menghitung rumus energi kinetik serta pembahasan soalnya. 

Manfaat Energi Kinetik

Energi ini tidak bisa dipisahkan dari kehidupan sehari-hari, oleh sebab itu kehadiran mereka cukup penting untuk kita pelajari. Secara tidak langsung, usaha ini bisa dimanfaatkan dalam menunjang kegiatan kehidupan manusia. Teringat sebuah kutipan “gaya tidak bisa dilihat namun keberadaannya bisa kita rasakan”. Lalu, apa saja ya manfaatnya? Simak penjelasan berikut ini!

Energi Radiasi

Tahukah kalian jika energi kinetik dapat berubah menjadi energi radiasi, lho. Apa sih energi radiasi? Usaha atau energi dimana ia bergerak karena adanya sebuah gelombang. Dalam hal ini, ia merupakan bentuk usaha yang berasal dari sumber dan bergerak melalui perantara ruangan atau media. Contohnya seperti:

1. Gelombang radio – untuk menyampaikan informasi secara nirkabel.
2. Cahaya alami seperti sinar matahari – untuk mengeringkan pakaian basah. Sinar matahari akan menghasilkan radiasi berupa cahaya dan panas sehingga kita bisa merasakan manfaat keberadaan energi ini. 
3. Cahaya buatan seperti cahaya bola lampu – sama seperti sebelumnya, bola lampu berasal dari energi kinetik kemudian berubah menjadi pancaran radiasi. Energi tersebut antara lain panas dan cahaya.  
4. Cahaya buatan dari api unggun. Api unggun menerapkan perubahan energi gerak menjadi pancaran radiasi. Pancaran dan rasa hangat dari cahaya api unggun adalah manfaat yang bisa kita rasakan.

Baca Juga : Energi dan Daya Listrik

Energi Suara

Kata siapa energi kinetik tidak bisa kita hasilkan sendiri? Suara keluar dari mulut kita adalah hasil dari getaran pita suara yang berada di dalam saluran tenggorokan. Pita suara manusia berbeda-beda akan menghasilkan jenis suara yang beragam antara manusia satu dengan lainnya. 

Selanjutnya, getaran suara dapat kita gunakan untuk berbicara, bernyanyi ataupun berteriak. Nah, aksi-aksi tersebut adalah contoh dari manfaat perubahan energi kinetik untuk membantu kita dalam berkomunikasi dengan orang lain. 

Suara bisa kita rasakan adalah speaker atau mikrofon. Mereka membantu kita sebagai manusia untuk menghasilkan suara yang lantang. Oleh karena itu, kita tidak perlu mengeluarkan banyak tenaga untuk berbicara baik di dalam ruangan besar ataupun lapangan. 

Energi Panas

Kalor atau panas dapat dihasilkan dari perubahan gerak benda. Usaha ini menitikberatkan pada tingkat aktivitas atom, atau lebih jelasnya adalah energi yang timbul akibat adanya suatu gerakan acak partikel. Sumber gerakan untuk menghasilkan panas ada beberapa macam, antara lain:

Sumber Energi Panas Matahari

Kehangatan yang kalian rasakan dalam sehari-hari saat berangkat sekolah adalah bentuk energi panas dari matahari. Bayangkan, jika tidak ada panas matahari, pasti kalian akan merasa kedinginan. 

Sumber Energi Panas Bumi

Ternyata, panas bumi merupakan hasil dari perubahan besaran turunan ini. Lebih tepatnya adalah berasal dari aktivitas alami bebatuan di dalam perut bumi. Terkenal dengan sebutan energi geothermal, dimana bisa dijadikan sumber energi untuk membangkitkan listrik.

Sumber Energi Panas Api

Sesuai dengan namanya, sumber energi ini berasal dari panas api. Api merupakan reaksi kimia berupa peristiwa oksidasi yang terbentuk dari tiga unsur yaitu panas, oksigen, dan bahan yang mudah terbakar. Tanpa adanya salah satu unsur di atas, maka api tidak akan terbentuk. Sumber energi seperti ini bisa kalian jumpai seperti api kompor, api unggun atau api yang muncul dari proses pembakaran minyak. 

Peran api dalam kehidupan sangat krusial. Ia digunakan untuk memasak bahan makanan dan menghangatkan tubuh saat kedinginan. Dalam konteks memasak, ia memanfaatkan energi kinetik untuk menghangatkan makanan. Namun, penggunaannya perlu kalian perhatikan supaya tidak ada kejadian yang tidak diinginkan. 

Sumber Energi Listrik

Sadarkah kalian jika kalian melakukan kegiatan seperti mencuci menggunakan mesin cuci dan menyetrika baju adalah manfaat yang kalian dapatkan dari perubahan besaran turunan tersebut menjadi listrik? Yap, rasa panas itu muncul dari alas setrika untuk melicinkan pakaian kalian adalah bentuk perubahan usaha gerak benda menjadi energi listrik. Listrik tersebut akan mengaktifkan setrika sehingga bisa menghasilkan panas. 

Demikian juga mencuci baju menggunakan mesin cuci. Mesin cuci bisa bergerak karena adanya sumber listrik. Listrik tersebut akan membuat mesin cuci berputar dan membersihkan pakaian.   

Sumber Energi Panas dari Gesekan

Ketika kalian merasakan dingin, apa yang kalian lakukan? tentu mencari sumber panas, bukan? Refleks, kalian akan menggosok-gosokan kedua tangan untuk mendapatkan rasa hangat. Tak hanya itu, saat kalian ingin membuat api, salah satu cara sederhana adalah dengan menggosokkan kedua batu supaya timbul percikan api. Percikan api bisa untuk membuat api unggun, penghangat badan, dan memasak. 

Rumus Energi Kinetik

Cara untuk menghitung rumus energi kinetik cukup mudah, ya teman. Sebelum mengetahui rumusnya, kita harus tahu terlebih dahulu jika energi kinetik adalah besaran turunan. Hal ini bisa kalian ketahui dengan cara melihat satuan besaran ini yaitu Joule (J). Satuan ini diperoleh dengan cara mengalikan gaya dengan jarak, alias (kg m2 s-2).

Rumus energi kinetik menggunakan satuan Joule. Joule adalah satuan untuk menyatakan besarnya energi atau tenaga dari suatu benda. Sama halnya seperti satuan gaya Newton. 

Notasi energi tersebut dituliskan dengan simbol “Ek”. Selanjutnya, simbol massa adalah huruf  “m” kecil dan kecepatan adalah “v” kecil. Rumus energi kinetik adalah pembagian dari massa terhadap kecepatan. Sehingga bisa ditulis, seperti:

Ek= 12 . m . v²

Baca Juga : Mengenal Besaran Turunan, Karakteristik & Jenisnya

Contoh Soal & Pembahasan Energi Kinetik

Setelah mengetahui rumus energi kinetik dengan seksama. Ayo simak soal berikut berikut penyelesaiannya!

Soal 1

Sebuah kayu dengan massa 50 kg, dipindahkan dengan kelajuan awal sama dengan nol yang dan bergerak sekitar 10 m/s. Hitunglah berapa Joule energi kayu tersebut menggunakan rumus energi kinetik!

Cara Penyelesaian:

Dik:

Massa benda (m) = 50 kg

Kecepatan benda (v) = 10 m/s

Dit:

Energi Kinetik (Ek) = ?

Jawab:

Ek= 12 . m . v²

Ek= 12 . 50 . 10²

Ek= 12 . 50 . 100

Ek= 12 . 5000

Ek= 2500 J

Jadi, berdasarkan perhitungan rumus energi kinetik, tenaga sebilah kayu sebesar 2.500 Joule.

Soal 2

Sebuah bola bowling bergerak dengan kecepatan 2 m/s. Menggelinding untuk menabrak pin dengan energi yang diketahui sebesar 20 Joule. Berapakan massa bola bowling tersebut? Hitunglah menggunakan rumus energi kinetik seperti penjelasan di atas!

Cara Penyelesaian:

Dik:

Kecepatan benda (v) = 2 m/s

Energi kinetik (Ek) = 20 Joule

Dit:

Massa benda (m) = ?

Jawab:

Ek     = 12 . m . v²

20     = 12 . m . 2²

20     = 12 . m . 4

m      = 204 . 1/2

m      = 202

m      = 10 kg

Jadi, berdasarkan perhitungan rumus energi kinetik, massa bola bowling adalah sebesar 10 kg.

Soal 3

Diketahui sebuah mobil berjalan kencang di jalan tol dengan energi geraknya sekitar 420.000 J. Ternyata massa dari mobil itu adalah 700 kg. Berapakah rumus energi kinetik untuk mencari kecepatan laju mobil tersebut?

Cara Penyelesaian:

Dik:

Massa benda (m) = 700 kg

Energi kinetik (Ek) = 420.000 Joule

Dit:

Kecepatan benda (v) = ?

Jawab:

Ek               = 12 . m . v²

420.000     = 12 . 700 . v²

420.000     = 350 . v²

v²                = 420.000350

v²                = 1200

v                  = 1200

v                  = 400 x 3

v                  = 203 m/s

Jadi, perhitungan rumus energi kinetik, mobil tersebut melaju dengan kecepatan 203 m/s

Kesimpulan

Nah, akhirnya kita sudah sampai di akhir pembahasan. Bagaimana sudah paham, bukan? rumus energi kinetik beserta contoh soal juga sudah kalian pelajari. Belajar fisika memang mengasyikkan ya, sebab  kita semakin tahu kejadian ilmiah yang berada di sekitar kita. 

Semoga bermanfaat dan sampai jumpa!