Menghitung Energi Kinetik Pada Benda Jatuh Bebas

Diposting pada

Menghitung Energi Kinetik Pada Benda Jatuh Bebas – Dalam kehidupan manusia pada dasarnya dipengaruhi oleh jenis jenis energi yang tersedia. Salah satunya ialah energi kinetik. Apa pengertian energi kinetik itu? Konsep energi ini dapat anda temukan ketika benda jatuh bebas. Lantas bagaimana prinsip energi kinetik benda jatuh bebas? Bagaimana cara menghitung energi kinetik pada benda jatuh bebas?

Cara menghitungnya dapat menggunakan rumus energi kinetik yang ada. Bahkan contoh soal energi kinetik sendiri sering dijadikan sebagai soal soal ujian. Energi dalam kehidupan manusia tidak dapat dihilangkan karena begitu besar manfaatnya dalam perkembangan teknologi seperti hal hal yang berhubungan dengan posisi benda, gerakan benda maupun gabungan keduanya.

Menghitung Energi Kinetik Benda Jatuh Bebas
Menghitung Energi Kinetik Benda Jatuh Bebas

Seperti yang telah kita ketahui bahwa pengertian energi ialah sesuatu yang berhubungan erat dengan kehidupan manusia. Adapula arti energi yang lebih sederhana yaitu kapasitas sebuah benda dalam menjalankan usaha. Sebuah benda dapat dinyatakan mempunyai energi jika benda tersebut dapat melakukan kerja dengan menghasilkan gaya. Maka dari itulah terdapat penerapan energi kinetik benda jatuh bebas. Namun didalamnya juga tersedia rumus energi kinetik untuk memudahkan dalam menghitung besar energinya. Pada kesempatan kali ini saya akan menjelaskan tentang cara menghitung energi kinetik pada benda jatuh bebas. Untuk lebih jelasnya dapat anda simak di bawah ini.

Menghitung Energi Kinetik Pada Benda Jatuh Bebas

Sebelum membahas tentang cara menghitung energi kinetik benda jatuh bebas. Saya akan menjelaskan terlebih dahulu mengenai energi kinetik itu sendiri. Pengertian energi kinetik ialah sebuah energi yang terdapat pada benda karena mengalami atau melakukan sebuah gerak. Menurut Bahasa Yunani, kata kinetik berarti “Kinetikos” yang artinya “Bergerak”. Untuk itu energi kinetik dimiliki oleh benda yang bergerak. Energi kinetik sendiri memiliki nama lain yaitu “Energi Gerak”. Didalamnya terdapat rumus energi kinetik untuk menghitung besar energi pada benda jatuh bebas. 

Baca juga : Rumus Momentum, Impuls dan Tumbukan Dalam Fisika

Kemudian ketika benda melakukan gerakan maka energi kinetiknya akan dipengaruhi oleh kecepatan dan massa bendanya. Simbol dari massa tersebut ialah huruf “m”, sedangkan simbol kecepatan ialah huruf “v”. Untuk itu cara menghitung energi kinetik pada benda jatuh bebas terdapat peran kecepatan dan massa dari bendanya. Dalam rumus energi kinetik tersebut terdapat nilai setengah dari massa yang dikalikan dengan kecepatan kuadrat. Untuk itu ketika sebuah benda bergerak maka energi kinetiknya akan memiliki besar yang berbanding lurus dengan besar kecepatan dan massa bendanya.

Ketika melakukan gerakan tentunya memiliki energi kinetik yang besar jika kecepatan dan massanya juga besar. Namun jika energi kinetiknya kecil maka kecepatan dan massa bendanya juga kecil. Kita dapat menemukan contoh energi kinetik dalam kehidupan sehari hari seperti seseorang yang memukul stuttlecock ketika permainan bulutangkis, seseorang yang melempar batu dan sebagainya. Selain itu contohnya juga terlihat dari energi kinetik benda jatuh bebas. Di bawah ini terapat rumus energi kinetik yang digunakan untuk menghitung energi kinetik pada benda jatuh bebas. Berikut penjelasan selengkapnya:

Rumus Energi Kinetik

Untuk menghitung energi kinetik benda jatuh bebas diperlukan rumus energi yang terdapat didalamnya. Rumus kinetik sendiri dipengaruhi oleh kecepatan (v) dan massa (m) bendanya. Apabila dinyatakan dalam rumus energi kinetik maka akan menjadi seperti di bawah ini:

Ek = 1/2 mv²

Keterangan :
Ek = Energi Kinetik (Joule)
m =  Massa Benda (kg)
v = Kecepatan Benda (m/s)

Setelah membahas tentang pengertian energi kinetik dan rumus energi kinetik. Saya akan menjelaskan tentang menghitung energi pada benda jatuh bebas. Untuk menghitung energi kinetik pada benda jatuh bebas terdapat kecepatan awalnya yaitu 0 (nol). Misalnya saja sebuah benda yang ditali dan digantungkan kemudian dijatuhkan ataupun buah kelapa yang jatuh kebawah. Untuk lebih jelasnya dapat anda perhatikan gambar di bawah ini:

Contoh Penerapan Energi Kinetik Benda Jatuh Bebas
Contoh Penerapan Energi Kinetik Benda Jatuh Bebas

Baca juga : Perkalian Vektor (Macam, Rumus, Sifat, dan Contoh Soal)

Dalam menghitung energi kinetik pada benda jatuh bebas terdapat posisi awal berupa energi potensial (Ep = mgh). Namun besar energi kinetiknya ialah 0 (nol), maka dari itu Vo = 0. Kemudian untuk energi potensial Ep = mgh dengan ketinggian tertentu akan menghasilkan besar energi kinetik tertentu, dimana Ek = 1/2 mv². Agar anda lebih memahami mengenai konsep rumus energi kinetik pada benda jatuh bebas, maka dapat anda perhatikan contoh soal di bawah ini.

Contoh Soal Energi Kinetik

Agar anda lebih memahami cara menghitung energi kinetik benda jatuh bebas menggunakan rumus energi kinetik. Maka saya akan membagikan beberapa contoh soal energi kinetik beserta pembahasannya. Berikut contoh soalnya yaitu:

1. Perhatikan gambar di bawah ini!

Gambar Contoh Soal Energi Kinetik #1
Gambar Contoh Soal Energi Kinetik #1

Sebuah benda terletak di ketinggian 12 meter dari tanah dengan massa 3 kg. Jika semula bendanya diam dan dijatuhkan sampai ke tanah. Maka tempat tersebut memiliki gravitasi bumi 10 m/s². Hitunglah energi kinetik benda ketika ketinggiannya 6 meter dari tanah?

Pembahasan
Diketahui : h1= 12 m (tinggi awal); m = 3 kg; g = 10 m/s²; h2 = 6 m (tinggi di posisi kedua)
Ditanyakan : Ek ketika h2 (6m) = . . . ?
Jawab :
Terdapat konsep Hukum Kekekalan Energi Mekanik yakni Em1 = Em2
Dimana : Em1 = Ep1 + Ek1
                Em2 = Ep2 + Ek2
Maka diperoleh hasil persamaan seperti di bawah ini
                    Em1 = Em2
          Ep1 + Ek1 = Ep2 + Ek2
   mgh + 1/2 mv² = mgh + Ek2
(3 x 10 x 12) + 0 = (3 x 10 x 6) + Ek2
                     360 = 180 + Ek2
                     Ek2 = 360 – 180
                     Ek2 = 180 Joule
Jadi besar energi kinetik ketika dalam ketinggian 6 meter ialah 180 Joule.

Baca juga : Rumus Gelombang Elektromagnetik Beserta Contoh Soal

2. Sebuah benda di puncak gedung bertingkat jatuh bebas dengan ketinggian 60 meter dan massa 2 kg. Jika di udara terdapat gesekan yang diabaikan. Berapakah besar energi kinetik dengan percepatan gravitasi 10 m/s² saat benda sampai di permukaan tanah?

Pembahasan
Diketahui : h= 60 m; m = 2 kg; g = 10 m/s²
Ditanyakan : Ek ketika sampai di permukaan tanah = . . . ?

Jawab :
Sebuah benda dikatakan jatuh bebas apabila tidak memiliki kecepatan awal pada bendanya. Maka dari itu benda tersebut tidak memiliki energi kinetik dan hanya memiliki energi potensial gravitasi ketika dalam ketinggian 60 meter (v = 0, maka Ek = 1/2 mv² = 0). Sehingga Energi Mekanik awal sama dengan Energi Potensial Gravitasi (Emₒ = Ep)

Emₒ = Ep = m x g x h = 2 x 10 x 60 = 600 Joule

Energi potensial gravitasi ketika benda jatuh bebas akan berubah menjadi energi kinetik. Maka dari itu perubahan semua energi potensial menjadi energi kinetik ketika benda menyentuh tanah. Dengan begitu benda tersebut akan memiliki energi kinetik ketika sampai di permukaan tanah dan tidak memiliki energi potensial gravitasi (h = 0, maka Ep = m.g.h = 0). Jadi Energi Mekanik akhir nilainya sama dengan Energi Kinetiknya (Emt = Ek)

Emₒ = Emt
Ep = Ek
600 = Ek
Ek = 600 Joule

Jadi ketika benda sampai ke permukaan memiliki besar energi kinetik yaitu 600 Joule.

Sekian penjelasan mengenai cara menghitung energi kinetik pada benda jatuh bebas. Menghitung energi kinetik benda jatuh bebas tersebut tentunya tidak terlepas dari adanya peran rumus energi kinetik yang tersedia. Pengertian energi kinetik sendiri ialah sebuah energi yang terdapat pada benda karena mengalami atau melakukan sebuah gerak. Semoga artikel ini dapat bermanfaat dan terima kasih telah membaca materi energi kinetik di atas.

Tinggalkan Balasan

Alamat email Anda tidak akan dipublikasikan. Ruas yang wajib ditandai *