Energi Kinetik, Potensial, Mekanik Pengertian Dan Contoh Soal Lengkap

Energi Kinetik, Potensial, Mekanik – Perlu Anda ketahui jika energi mekanik, energi potensial dan juga energi kinetik yang menjadi jenis-jenis energi yang sering muncul pada kehidupan manusia. Keberadaan energi tersebut memang tidak bisa dihilangkan sebab memiliki manfaat yang sangat besar untuk perkembangan teknologi. Terlebih lagi yang masih berhubungan dengan posisi benda, gerakan benda maupun kombinasi di antara keduanya.

Energi merupakan sesuatu yang akan selalu melekat pada aktivitas kehidupan. Di mana energi ini bisa diartikan menjadi kemampuan dari suatu benda guna melakukan sebuah usaha. Ketika suatu benda mampu menghasilkan gaya bahkan bisa melaksanakan kerja maka benda tersebut bisa dikatakan memiliki sebuah energi.

Contents

Konsep Yang Dimiliki Dari Energi

KONSEP YANG DIMILIKI DARI ENERGI

Tanpa disadari kita kerap kali melakukan kegiatan yang menghasilkan sumber energi. Contohnya saja ketika Anda mendorong sebuah meja, pemain sepak bola, lalu ketika bermain badminton. Jenis energi yang adapun memang tidak satu jenis bahkan bisa mengeluarkan beberapa jenis energi dalam suatu aktivitas.

Energi memang mempunyai banyak macam. Diantara macam-macam energi seperti halnya energi mekanik, kemudian energi kinetik dan energi potensial. Ketika macam dari energi tersebut memang memiliki hubungan yang sangat erat pada kegiatan atau aktivitas keseharian.

Energi Kinetik

Definisi Atau Makna Dari Energi Kinetik

DEFINISI ATAU MAKNA DARI ENERGI KINETIK

Apabila suatu benda melakukan gerakan maka benda tersebut memiliki energi yang disebut sebagai energi kinetik. Kata dari kinetik sendiri adalah bahasa Yunani yang yang merupakan kinetikos yang mempunyai makna bergerak. Itulah mengapa seluruh benda yang bergerak tentu mempunyai energi kinetik. Dan energi kinetik sendiri juga memiliki sebutan lain sebagai energi gerak.

Energi kinetik memang dipengaruhi dengan adanya massa dan kecepatan dari suatu benda ketika bergerak. Massa ini disimpulkan dengan huruf m sedangkan huruf v merupakan simbol dari kecepatannya. Besaran dari energi akan berbanding lurus dengan besar massa dan juga besar dari kecepatan suatu benda pada saat bergerak.

Benda yang mempunyai massa serta kecepatan tergolong besar tentu akan mempunyai energi kinetik yang lebih besar ketika melakukan gerakan.  Begitu juga dengan sebaliknya ketika benda mempunyai massa serta kecepatan yang kecil maka energi kinetik yang dimiliki pun juga kecil.

Contoh dari energi kinetik ialah, pada saat seseorang memukul shuttlecock pada saat bermain badminton yang memiliki tujuan agar shuttlecock tersebut terbang menuju ke arah lawan. Contoh lainnya ialah pada saat Anda melemparkan batu. Pada saat Anda melemparkan batu yang lajunya dengan kecepatan tertentu tentu akan mendapatkan sebagai energi. Dan energi tersebut bisa dilihat ketika bak tersebut telah menabrak sasaran.

Rumus Perhitungan Energi Kinetik

RUMUS PERHITUNGAN ENERGI KINETIK

Energi kinetik sendiri dipengaruhi dengan adanya massa dan kecepatan dari suatu benda. Ketika suatu benda tersebut mempunyai massa serta kecepatan tertentu pastinya bisa dikatakan jika benda tersebut mempunyai energi kinetik.

Ek = 1/2 . mv2

Keterangan rumus:

  • Ek : Energi Kinetik
  • m : massa benda
  • v : kecepatan benda

Contoh Soal Beserta Dengan Penyelesaian Energi Kinetik

  • Soal pertama

Terdapat sebuah mobil dengan massa 500 kg, mobil tersebut telah melaju dengan kecepatan 25 m/s. Selanjutnya berapakah energi kinetik yang dimiliki oleh mobil ketika melaju? Apakah terjadi suatu hal ketika mobil direm mendadak?

Diketahui:

  • Massa (m) mobil tersebut ialah 500 kg
  • Kecepatan mobil (v) tersebut ialah 25 m/s

Ditanyakan:

Apakah terjadi suatu hari ketika mobil direm mendadak, kemudian berapa energi kinetik dari mobil yang tengah melaju tersebut.

Jawaban:

Ek= ½.mv2

Ek = ½ . 500 . (25)2

Ek = 156.250 Joule

Pada saat mobil tersebut direm tentu mobil akan berhenti. Maka akan terjadi perubahan pada energi kinetik yang nantinya akan berubah menjadi energi panas. Lalu akan muncul energi bunyi yang dikarenakan adanya gesekan diantara ban mobil dan jalan, dan juga gesekan diantara rem mobil dan juga as roda.

  • Soal kedua

Jadi bisa disimpulkan jika energi kinetik memiliki energi kinetik dengan besar 560.000 Joule.

Apabila mobil tersebut memiliki massa dengan besar 800 kg maka berapa kecepatan dari mobil Jeep tersebut?

Diketahui:

  • Ek yang dimiliki ialah 560.000 Joule
  • Massa mobil (m) tersebut ialah 800 kg

Ditanyakan:

Berapa kecepatan (V) yang dimiliki oleh mobil Jeep tersebut?

Jawabannya ialah:

Ek = ½ . mv2

V = √ 2 x Ek/m

V = √ 2 x 560.000 / 800

V = 37,42 m/s

Sehingga bisa disimpulkan jika kecepatan dari mobil Jeep tersebut ialah 37, 42 m/s.

Teorema Dari Usaha-Energi

TEOREMA DARI USAHA ENERGI

Usaha dan juga energi memiliki hubungan yang sangat erat di mana usaha yang dilakukan dari suatu benda tentunya akan memberikan pengaruh pada perubahan energi kinetik. Ketika sebuah benda memiliki massa tengah bergerak pada satu garis yang lurus dengan kecepatan awal v1. Dengan adanya gaya f yang memang searah secara konstan kemudian mempunyai laju benda lalu menjadikan benda tersebut berpindah yang jauhnya sama dengan kelajuan v2.

Gaya F ini sendiri rupanya mampu mempercepat laju dari benda. Dan hal ini juga telah sesuai dengan adanya hukum Newton F = m.a. Untuk usaha yang dilakukan dari resultan gaya yang telah bekerja pada suatu benda sama dengan perubahan yang dialami oleh energi kinetik dari benda tersebut. Hal ini ini mempunyai nama menjadi teorema usaha-energi kinetik.

Pada saat ada sebuah gaya yang coba searah dengan adanya alat gerak benda tertentu secara otomatis bisa menghasilkan usaha yang positif pada benda tersebut. Yang secara otomatis tentu bisa memperbesar dari energi kinetik. Energi kinetik yang semakin besar sesuai dengan usaha yang dilakukan pada gaya yang searah tersebut.

Pada saat gaya yang memiliki arah berlawanan dengan laju gerak benda pastinya usaha negatif yang akan dihasilkan. Usaha negatif ini tentu akan menjadikan energi dari kinetik berkurang sesuai dengan usaha yang dilakukan pada gaya yang berlawanan arah dengan gerak benda tersebut

Contoh soal:

Terdapat sebuah balok yang mempunyai massa sebanyak 5 kg tengah meluncur permukaan yang kecepatannya adalah 2,5 m/s. Kemudian beberapa waktu selanjutnya, balok tersebut meluncur yang kecepatannya sebesar 3,5 m/s. Lalu berapa usaha total yang sudah dikerjakan oleh balok pada kurun waktu tersebut?

Diketahui:

  • Massa benda sebanyak 5 kg
  • Kecepatan awal atau V1 ialah 2,5 m/s
  • Kecepatan akhir atau V2 ialah 3,5 m/s

Ditanyakan:

Berapa banyak usaha total yang telah dikerjakan?

Jawaban:

W, Ek2-Ek1

W, ½ m.V22-½ m.V12

W, ½ m (V22-V12)

W, ½.5.[(3,4)2-(2,5)2]

W, 15 Joule

Jadi untuk usaha total yang telah dikerjakan pada benda tersebut sebanyak 15 Joule.

Apa Itu Energi Potensial?

Konsep-Konsep Yang Ada Pada Oleh Energi Potensial

Perlu untuk Anda ketahui jika energi potensial ini akan dimiliki oleh suatu benda namun dilihat terlebih dahulu dari kedudukan peserta posisi pada benda tersebut. Energi potensial sendiri tersimpan pada benda tersebut yang kemudian dimanfaatkan pada saat diperlukan.

Contoh dari energi potensial merupakan pegas, di mana pegas tersebut adalah contoh paling populer. Apabila pegas tersebut ditekan yang kemudian dilepaskan kembali tentu pegas pun akan melemparkan benda yang menekan tersebut. Energi yang dipakai guna melempar oleh pegas merupakan contoh dari energi potensial.

Untuk contoh dari energi potensial yang lain merupakan energi kimia yang ada pada bahan bakar. Sedangkan bahan bakar yang digunakan oleh kendaraan berguna untuk membuat kendaraan, sehingga kendaraan memiliki energi kinetik.

Energi Potensial Gravitasi Itu Apa?

ENERGI POTENSIAL GRAVITASI ITU APA

Perlu Anda ketahui jika energi potensial gravitasi merupakan energi yang dikarenakan adanya gaya gravitasi bumi. Pada saat Anda memegang batu yang memiliki massa kemudian balok tersebut juga memiliki ketinggian cari tanah maupun lantai.

Yang selanjutnya hal tersebut dilepaskan tanpa kecepatan awal, tentunya benda tersebut akan jatuh yang kemudian membentuk ke lantai atau tanah. Maka benda tersebut juga telah melakukan sebuah usaha terhadap tanah maupun lantai

Sebuah benda yang memiliki massa (m) yang mempunyai posisi ketinggian (h) dari atas lantai ataupun tanah. Namun ketika Anda ingin mengangkat benda tersebut dari lantai sampai memiliki ketinggian (h), maka yang diperlukan adalah usaha yang sebesar gaya kemudian dikalikan dengan jarak tempuh.

Mengenai gaya yang dimaksud merupakan gaya gravitasi yang memiliki rumus m.g, Sedangkan untuk jarak tempuh sama maknanya dengan ketinggian yang disimbolkan dengan menggunakan huruf h.

Dan rumus W = Fy = m.g.h adalah yang terbentuk

Dengan keterangan:

  • W, menjadi sebuah usaha yang diperlukan pada saat angkat benda setinggi h.
  • Fy, Merupakan gaya gravitasi.
  • m, adalah massa dari benda.
  • g, Ialah merupakan konstanta dari gravitasi.
  • h, Ialah ketinggian dari benda.

Sederhananya ialah energi dari potensial gravitasi pada sebuah benda yang memiliki massa (m), terhadap satu bidang acuan merupakan hasil dari kali berat benda dengan ketinggian dari benda bidang acuan seperti halnya tanah, pantai dan lain sebagainya. Sedangkan secara sistematis, energi potensial juga bisa dirumuskan dengan perhitungan seperti berikut ini:

EP = m.g.h

Dengan keterangan:

  • EP, merupakan energi potensial.
  • Sedangkan m, adalah massa dari benda.
  • Kemudian g, merupakan gravitasi dari bumi.
  • Selanjutnya adalah h yang menjadi tinggi benda.

Memang betul jika energi potensial selalu diukur pada sebuah bidang dari acara khusus. Energi potensial yang ada di titik acuan biasanya sama nilainya dengan nol. Namun jika titik acuan berbeda maka benda pada titik acuan pun ikut berbeda. Sedangkan untuk persamaannya dilihat pada besar perubahan dari energi potensial yang berasal dari kedua titik tersebut.

namun pada saat benda tersebut telah berpindah pada titik 1 menuju titik kedua, dimana masing-masing dari ketinggian acuan juga sama yakni h1 dan h2. TentuTentu perubahan dari energi potensial akan tetap sama.

Kegunaan Energi Kinetik Beserta Potensial Pada Keseharian

  • Prinsip dari kerja ketapel, yang mana pada ketapel tersebut memiliki karet maupun pegas yang berguna menjadi pelontar batu maupun peluru mainan. Karet ataupun bunga tersebut nantinya akan ditarik lalu ditahan sehingga memiliki energi potensial. Namun ketika nanti karet ataupun tugas tersebut dilepaskan maka secara otomatis energi potensial tersebut akan berubah menjadi energi kinetik.
  • Untuk prinsip yang kedua ini merupakan kerja pembangkit listrik tenaga air yang hampir sama ketika digunakan untuk menaikkan potensial gravitasi air yang sudah terkumpul.

Energi Mekanik

ENERGI MEKANIK

Konsep-Konsep Yang Dimiliki Oleh Energi Mekanik

Ketika suatu benda yang mempunyai massa (m) berada pada posisi awal (1), yang mana memiliki ketinggian h1 serta posisi akhir (2) yang mempunyai ketinggian h2 pada bidang acuan. Akan tetapi untuk gaya berat benda yakni (w)=m.g melakukan sebuah usaha yang awalnya berada pada posisi 1 ke posisi 2. dan hal itu memang sebanding dengan perubahan dari energi potensial gravitasi yang pada mulanya berada di posisi 1 lalu kemudian menuju ke posisi 2.

secara sederhana makna dari energi mekanik merupakan jumlah antara energi potensial dan juga energi kinetik yang berada pada sebuah benda pada saat melakukan sebuah usaha. hal ini memberikan makna jika energi pada suatu benda tersebut dikarenakan adanya gerakan, posisi atau keduanya bisa disebut menjadi energi mekanik. sedangkan energi mekanik sendiri mempunyai satuan Joule yang juga disingkat dengan huruf J.

Dan untuk contoh dari energi mekanik terdapat dari kegiatan yang dilakukan ketika bermain badminton. Dimana ketika Anda melakukan servis maka setelah kau pun akan melayang dan disitulah terjadi adanya energi mekanik.

Rumus Yang Digunakan Perhitungan Energi Mekanik

Energi mekanik merupakan penjumlahan yang dilakukan antara energi potensial beserta energi kinetik. Sehingga untuk rumus dari energi mekanik sendiri merupakan penggabungan dari kedua rumus tersebut.

Dan berikut ini adalah rumus dari energi mekanik:

Em = Ep+Ek

Dengan keterangan:

  • Em, merupakan singkatan dari energi mekanik (Joule)
  • Ep, menjadi singkatan dari energi potensial (Joule)
  • Ek, adalah singkatan dari energi kinetik (Joule)

Perlu Anda ketahui jika energi mekanik yang di memang berhubungan langsung dengan hukum kekekalan dari energi. Bunyi yang berasal dari hukum kekekalan energi ialah “sebuah energi memang tidak boleh dimusnahkan ataupun diciptakan akan tetapi energi hanya mampu untuk diubah diubah yang awalnya terbentuk semula menjadi bentuk energi lain.”

Rumus yang ada pada hukum kekekalan energi:

Em = Ep+Ek = konstan

Em1 = Em2

Ep1+Ek1 = Em2+Ek2

m1.g.h1+½ m1.v12 = m1.g.h2+½ m1.v22

Dengan keterangan:

  • V1, adalah kecepatan awal benda.
  • V2, merupakan simbol huruf dari kecepatan akhir benda.
  • h1, adalah simbol dari ketinggian benda yang ada di posisi awal.
  • h2, merupakan simbol dari ketinggian benda yang ada di posisi akhir.
  • m1, merupakan simbol dari massa benda atau kg.

Contoh Dari Energi Mekanik Pada Kehidupan Manusia

CONTOH DARI ENERGI MEKANIK PADA KEHIDUPAN MANUSIA

Terdapat contoh dari energi mekanik yang kerap kali muncul pada kehidupan sehari-hari yakni pada saat Anda memegang sebuah benda yang memiliki ketinggian sekitar 3 m diatas lantai. Tentunya benda tersebut tidak mempunyai energi kinetik akan tetapi energi potensial yang dimiliki oleh benda tersebut.

Benda tersebut memang tidak mempunyai energi kinetik dikarenakan sama sekali belum bergerak. Dan energi potensial adalah Energi yang dimiliki oleh benda tersebut dikarenakan memiliki posisi berada 3 m diatas titik yang juga disebut sebagai bidang acuan.

Energi mekanik sendiri merupakan gabungan yang berasal dari energi kinetik dan energi potensial. Dan pada saat terdapat sebuah benda yang hanya mempunyai energi kinetik atau pun hanya mempunyai energi potensial Maka hal itu telah termasuk pada contoh energi mekanik.

Benda awal yang tadi dipegang kemudian ketika dijatuhkan maka akan mempunyai energi kinetik dikarenakan telah bergerak. Dan ketika benda itu telah jatuh ke tanah dan kemudian berhenti maka secara otomatis benda tersebut tidak memiliki energi potensial sebab benda sudah berada diatas titik acuan.

Kemudian permainan billiard juga termasuk kedalam contoh energi mekanik. Yang mana ketika bola B dipukul dan mengenai bola A tentu terjadi adanya perubahan energi yang pada mulanya merupakan energi potensial lalu berubah menjadi energi kinetik. Sebab  bola B yang tadinya diam akhirnya bergerak dikarenakan ditumbuk bola A yang dipukul.

Berikut ini terdapat contoh yang juga kerap dilakukan oleh manusia yakni pada permainan ayunan. Pada mulanya, sebuah usaha nantinya akan diberikan kepada sistem ayun. Di mana ayunan tersebut nantinya akan bergerak pada titik yang paling rendah yakni A kemudian titik yang paling tinggi yakni B dan juga C.

Sedangkan untuk sistem aliran sendiri secara otomatis bisa memiliki energi potensial maksimum ketika terdapat di titik B dan juga titik C. Namun untuk energi kinetik memiliki nilai nol. dan pada saat ayunan telah bergerak maka energi potensial sedikit demi sedikit akan berkurang yang kemudian berubah menjadi energi kinetik.

Contoh Soal Beserta Penyelesaian Energi Mekanik

  • Soal nomor 1

Terdapat sebuah apel yang memiliki massa 300 gram yang kemudian bola tersebut jatuh dari pohon yang mempunyai ketinggian 10 m. Apabila besar dari gravitasi (g)=10 m/s, maka hitunglah berapa energi mekanik yang ada pada apel!

Diketahui:

  • Massa benda yakni apel adalah 300 gram (0,3 kg)
  • (g) atau gravitasi yakni 10 m/s2
  • Ketinggian atau h yakni 10 m

Ditanyakan:

Em atau energi mekanik pada apel

Jawaban:

Dikarenakan benda jatuh dan tidak diketahui seberapa kecepatannya, maka energi kinetik diasumsikan memiliki nilai nol atau Ek=0

Em = Ep+Ek

Em = Ep+0

Em = Ep

Em = m.g.h

Em = 0,3 kg.10.10

Em = 30 joule

Jadi bisa disimpulkan jika apel mempunyai energi kinetik yang berjumlah 30 Joule.

  • Soal nomor 2

Sebuah buku yang memiliki massa 1 kg terjatuh dari gedung. Dan pada saat jatuh ke tanah kecepatan yang dimiliki buku tersebut sebesar 20 m/s. lalu berapakah tinggi gedung tersebut apabila nilai g = 10m/s2?

Diketahui:

  • Massa yang dimiliki ialah= 1 kg
  • Kecepatan atau v = 20 m/s
  • Gravitasi g adalah 10 m/s2

Ditanyakan

Berapa ketinggian pada gedung (h)

Jawabannya:

  • Em1 = Em2
  • Ep1+Ek1 = Ep2 + Ek2
  • g.h1+½ m1.v12 = m1.g.h2 +½ m1.v22
  • Ep = merupakan maksimum
  • Ek1 = 0 (dikarenakan buku sama sekali belum bergerak)
  • Ep2 = 0 (disebabkan buku tidak memiliki ketinggian dan sudah ada diatas tanah)
  • Ek2 = maksimum

 

m1.g.h1 + 0 = 0 +½ m1.v22

1 x 10 x h =½ x 1 x 202

10 x h = 200

h = 200/10

h = 20 meter.

Maka kesimpulan yang bisa diambil ialah ketinggian dari gedung tersebut sekitar 20 meter.

Nah, dengan adanya pembahasan mengenai Energi Kinetik, Potensial, Mekanik ketiga jenis energi tersebut tentu kita semua akan memahami dengan betul macam-macam energi apa saja yang kerap kali digunakan dalam kehidupan sehari-hari. Yang tentunya akan menambah wawasan kita semua.

Energi Kinetik, Potensial, Mekanik Pengertian Dan Contoh Soal Lengkap

Tinggalkan komentar