Pengertian Energi Kinetik

Energi kinetik adalah jenis energi yang terkait dengan gerak suatu benda. Secara sederhana, energi kinetik dapat diartikan sebagai energi yang dimiliki oleh sebuah benda karena geraknya. Unit pengukuran energi kinetik adalah joule (J), sama seperti unit pengukuran energi lainnya.

Faktor yang mempengaruhi energi kinetik adalah massa dan kecepatan benda tersebut. Semakin besar massa dan kecepatan benda, maka semakin besar pula energi kinetiknya. Konsep energi kinetik sangat penting dalam fisika dan sering diterapkan dalam kehidupan sehari-hari, terutama dalam perhitungan energi dalam berbagai macam gerakan benda.

Rumus Energi Kinetik

Rumus untuk menghitung energi kinetik adalah sebagai berikut:

Energi kinetik (Ek) = 1/2 x massa (m) x kecepatan (v)^2 dimana:

• Ek = energi kinetik (joule)
• m = massa (kg)
• v = kecepatan (m/s)

Rumus ini digunakan untuk menghitung besarnya energi kinetik suatu benda dalam berbagai situasi gerakannya. Contoh perhitungan menggunakan rumus energi kinetik dapat dilakukan dengan menghitung massa dan kecepatan benda tersebut, lalu memasukkannya ke dalam rumus energi kinetik. Misalnya, jika sebuah bola dengan massa 0,5 kg bergerak dengan kecepatan 10 m/s, maka energi kinetik bola tersebut dapat dihitung dengan rumus 1/2 x 0,5 x 10^2 = 25 joule.

Untuk latihan, berikut adalah contoh soal menggunakan rumus energi kinetik: Sebuah mobil bergerak dengan kecepatan 20 m/s dan memiliki massa 1000 kg. Berapa besarnya energi kinetik mobil tersebut? Jawaban: Energi kinetik = 1/2 x massa x kecepatan^2 Energi kinetik = 1/2 x 1000 x 20^2 Energi kinetik = 200.000 joule

Dengan memahami rumus energi kinetik, kita dapat menghitung besarnya energi kinetik suatu benda dalam berbagai situasi gerakannya. Hal ini sangat berguna dalam memahami fenomena-fenomena fisika yang terjadi di sekitar kita.

Contoh Energi Kinetik

Energi kinetik adalah energi yang dimiliki oleh sebuah benda yang sedang bergerak. Berikut adalah beberapa contoh energi kinetik yang bisa kita temui sehari-hari:

1. Bola yang Dilempar

Sebuah bola yang dilempar ke udara memiliki energi kinetik saat bergerak ke atas dan ke bawah.

2. Pesawat Terbang Mengudara

Saat sebuah pesawat terbang mengudara, pesawat memiliki energi kinetik yang besar karena kecepatannya yang tinggi.

3. Dua Kendaraan Tabrakan

Saat dua kendaraan tabrakan, energi kinetik keduanya akan bertambah besar karena kecepatan dan massa masing-masing kendaraan.

4. Seorang Atlet Memanah

Saat seorang atlet memanah, anak panah memiliki energi kinetik yang besar saat melesat ke sasaran.

5. Beban Bergerak pada Konveyor

Saat sebuah beban bergerak pada konveyor, beban memiliki energi kinetik yang tergantung pada kecepatannya dan massa beban itu sendiri.

6. Gerakan Rotasi Benda

Saat gerakan rotasi benda, benda memiliki energi kinetik yang tergantung pada kecepatan rotasi dan massa benda.

7. Kapal Laut yang Melaju

Saat sebuah kapal laut melaju di atas air, kapal memiliki energi kinetik yang tergantung pada kecepatannya dan massa kapal.

8. Seorang Seniman Bela Diri

Saat seorang seniman bela diri melakukan tendangan, kaki seniman memiliki energi kinetik yang besar saat bergerak dengan kecepatan tinggi.

9. Pengendara Sepeda Motor

Saat seorang pengendara sepeda motor melaju di atas jalan, pengendara memiliki energi kinetik yang tergantung pada kecepatannya dan massa sepeda motor.

10. Penari Ballet Melompat

Saat seorang penari ballet melompat, ia memiliki energi kinetik yang besar saat melompat dan bergerak melalui udara.

11. Seorang Atlet Berlari

Saat seorang atlet berlari, ia memiliki energi kinetik yang besar saat bergerak dengan kecepatan tinggi.

12. Kereta Api yang Melaju

Saat sebuah kereta api melaju di atas rel, kereta memiliki energi kinetik yang besar karena kecepatannya yang tinggi.

13. Pemain Sepak Bola Menendang Bola

Saat seorang pemain sepak bola menendang bola, bola memiliki energi kinetik yang besar saat bergerak menuju gawang.

14. Atlet Loncat Jauh

Saat seorang atlet loncat jauh, ia memiliki energi kinetik yang besar saat melompat dan bergerak melalui udara.

15. Pemain Golf Memukul Bola

Saat seorang pemain golf memukul bola, bola memiliki energi kinetik yang besar saat bergerak melalui udara.

16. Pemain Basket

Saat seorang pemain basket melakukan tembakan, bola memiliki energi kinetik yang besar saat bergerak menuju keranjang.

Kesimpulan

Dari pembahasan di atas, dapat disimpulkan bahwa energi kinetik adalah salah satu jenis energi penting yang terdapat dalam kehidupan sehari-hari. Dari contoh-contoh di atas, dapat dilihat bahwa semakin besar massa dan kecepatan sebuah benda, maka semakin besar pula energi kinetiknya.

Rumus energi kinetik dapat digunakan untuk menghitung energi kinetik dari berbagai benda dengan berbagai situasi gerakannya. Dengan memahami konsep dan rumus energi kinetik, kita dapat lebih memahami berbagai fenomena fisika yang terjadi di sekitar kita.

The post 16 Contoh Energi Kinetik dan Penjelasannya appeared first on HaloEdukasi.com.

Energi mekanik merupakan energi yang dimiliki oleh benda karena gerak dan kedudukannya. Energi mekanik juga dikenal sebagai energi gerak yaitu kekuatan yang mampu menggerakkan suatu benda. Energi mekanik ini terjadi ketika sebuah gaya bekerja pada suatu objek dan menggunakan energi yang dimanfaatkan menjadi sebuah gerakan.

Sifat energi mekanik selalu tetap meskipun energi potensial dan energi kinetiknya terus berubah. Jika energi kinetiknya minimum maka energi potensialnya maksimum dan sebaliknya jika energi potensialnya minimum maka energi kinetiknya maksimum.

Selain itu pengertian energi mekanik juga dikemukakan oleh para ahli salah satunya Arif Alfatah dan Muji Lestari (2009) bahwa energi adalah sesuatu yang dibutuhkan oleh benda agar dapat melakukan usaha. Dalam kenyataannya setiap perubahan diperlukan suatu usaha.

Sehingga usaha juga didefinisikan sebagai kemampuan untuk mempengaruhi perubahan. Selanjutnya Alvin Hadiwono (2007) mengemukakan bahwa energi membahas tentang apapun yang bergerak dan berhubungan dengan ruang dan waktu.

Jenis Energi Mekanik

Sebelumnya sudah diketahui bahwa energi mekanik merupakan total dari energi kinetik dan energi potensial.

Kedua jenis energi mekanik ini masing-masing memiliki sifat dan karakter yang berbeda. Berikut penjelasannya

• Energi Kinetik

Energi kinetik merupakan energi yang dimiliki oleh benda bergerak. Semakin tinggi kecepatan sebuah benda bergerak maka semakin besar juga energi yang dimiliki.

Sebagai contoh dari energi kinetik yaitu saat seseorang mengendarai sepeda. Umumnya energi kinetik bergantung pada besaran massa dan kecepatan. Kedua hal ini yang menjadi dasar dalam rumus energi kinetik.

• Energi Potensial

Energi potensial adalah energi yang dimiliki benda karena kondisi atau kedudukannya. Energi ini memiliki beberapa bentuk yaitu energi potensial elastis yaitu energi yang dimiliki oleh benda – benda yang memiliki sifat elastis seperti pegas, dan karet.

Selanjutnya juga terdapat energi potensial gravitasi yaitu energi yang dipengaruhi oleh adanya gaya gravitasi sebagai contoh saat seseorang melempar bola.

Asas Kekekalan Energi Mekanik

Asas kekekalan energi mekanik merupakan sebuah asas dalam mekanika yang menyatakan bahwa energi itu kekal sehingga tidak dapat berubah sepanjang waktu. Dalam asas ini energi kinetik dan energi potensial akan saling menyempurnakan sehingga jumlah energi mekanik secara keseluruhan tidak berubah dan tetap sama.

Asas kekekalan energi mekanik ini digunakan untuk menganalisa suatu benda berdasarkan gerakannya tanpa dipengaruhi oleh faktor lain diluar benda tersebut. Selain itu energi dapat berpindah ke benda lain melalui suatu gaya yang menyebabkan pergeseran.

Dalam kekekalan energi mekanik terdapat hukum yang berbunyi “Energi tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan, energi hanya dapat diubah bentuk dari bentuk energi satu ke bentuk energi yang lain”.

Hukum ini dikemukakan oleh seorang ahli fisika asal Inggris yaitu James Prescott Joule. Pada dasarnya hukum kekekalan energi ini merupakan suatu hukum fisika yang menyatakan bahwa energi itu kekal dan dapat mengalami perubahan bentuk.

Rumus Energi Mekanik

Sesuai dengan penjelasa sebelumnya bahwa energi mekanik merupakan jumlah total dari energi kinetik dan potensial. Maka rumus energi mekanik dapat dituliskan sebagai berikut

EM = EP + EK

Keterangan :

EM = energi mekanik

EP = energi potensial

EK = energi kinetik

Sedangkan pada energi potensial dan energi kinetik memiliki rumus masing – masing yaitu

EP = m . g . h

EK = ½ . m . v²

Keterangan :

m = massa (kg)

g = percepatan gravitasi (9,8 m/s²)

h = ketinggian (m)

v = kecepatan (m/s)

Berdasarkan penjabaran dari rumus energi potensial dan energi kinetik, maka rumus untuk energi mekanik adalah sebagai berikut

EM = EP + EK

EM = (m . g . h) + (½ . m . v²)

Contoh Soal

Berikut beberapa contoh soal mengenai energi mekanik

• Sebuah kelapa dengan berat 500 gram jatuh dari pohonnya pada ketinggian 10 meter. Jika besar gravitasi adalah 15 m/s², berapa energi mekanik yang ada pada kelapa?

Diketahui :

m = 500 gram (0,5 kg)

h = 10 m

g = 15 m/s²

Ditanya : energi mekanik pada kelapa

Jawab :

Karena benda jatuh tidak diketahui kecepatannya maka diasumsikan bernilai nol

EM = EP + EK

EM = (m . g . h) + EK

EM = (0,5 . 15 . 10) + 0

EM = 75 + 0

EM = 75 joule

• Bola dengan massa 100 gram dilempar secara vertikal dengan kecepatan 30 m/s. Tentukan EP, EK dan EM saat bola berada pada ketinggian 10 meter

Diketahui :

m = 100 gram (0,1 kg)

v = 30 m/s

DItanya :

EP, EK dan EM pada ketinggian 10 meter

Jawab :

EP = m . g . h

EP = 0,1 . 10 . 10

EP = 10 joule

EK = ½ . m . v²

EK = ½ . 0,1 . 30²

EK = 45 joule

EM = EP + EK

EM = 10 + 45

EM = 55 joule

The post Energi Mekanik: Pengertian, Jenis dan Contoh appeared first on HaloEdukasi.com.

Alat Ukur Energi Kinetik

Berikut adalah beberapa jenis alat ukur energi kinetik yang sering digunakan:

1. Tachometer: Alat ini digunakan untuk mengukur kecepatan putar suatu objek, seperti mesin atau roda. Dari kecepatan putar tersebut, energi kinetik suatu objek dapat dihitung.
2. Pendulum Ballistic: Alat ini bekerja dengan mengukur ketinggian bola sebelum dan sesudah tabrakan dengan permukaan. Dari selisih ketinggian tersebut, energi kinetik bola dapat dihitung.
3. Fotometer: Alat ini digunakan untuk mengukur energi kinetik partikel-partikel yang bergerak dalam suatu cairan atau gas. Prinsip kerjanya adalah dengan mengukur intensitas cahaya yang dipancarkan oleh partikel.
4. Pengukur Kecepatan Suara: Alat ini digunakan untuk mengukur kecepatan suara dalam suatu medium, seperti udara atau air. Dari kecepatan suara tersebut, energi kinetik partikel-partikel dalam medium tersebut dapat dihitung.
5. Anemometer: Alat ini digunakan untuk mengukur kecepatan angin. Dari kecepatan angin tersebut, energi kinetik angin dapat dihitung.
6. Spektrometer: Alat ini digunakan untuk mengukur energi kinetik elektron pada suatu atom atau molekul. Prinsip kerjanya adalah dengan mengukur perubahan frekuensi cahaya yang dipancarkan oleh atom atau molekul tersebut.

Dengan adanya alat ukur energi kinetik, kita dapat lebih memahami dan mengukur energi kinetik suatu objek atau partikel dengan lebih akurat. Dari penjelasan mengenai jenis-jenis alat ukur energi kinetik di atas, semoga dapat memberikan gambaran yang jelas tentang fungsi dan cara kerja masing-masing alat.

Penting bagi para ilmuwan, insinyur, dan peneliti untuk memahami dan menggunakan alat ukur energi kinetik dengan tepat guna memperoleh hasil yang akurat dan dapat diandalkan dalam penelitian atau aplikasi mereka.

The post 6 Alat Ukur Energi Kinetik appeared first on HaloEdukasi.com.

Selain itu energi ini juga memiliki segudang kegunaan. Seperti kita lihat di kehidupan sehari-hari, dimana anda bisa melihat energi kinetik di sekitar lingkungan anda.

Seperti contoh motor atau mobil yang melaju kencang di jalan raya, dimana motor atau mobil menerapkan energi kinetik tersebut.

Menurut KBBI (Kamus Besar Bahasa Indonesia), dimana energi ini disebabkan oleh pengaruh dari suatu masa atau tenaga gerak. Serta energi ini juga dipengaruhi oleh posisi medan gaya.

Pengertian Energi Kinetik

Energi kinetik adalah suatu energi yang dipengaruhi oleh tenaga gerak. Jadi dapat dikatakan, bahwa setiap benda yang bergerak pasti dipengaruhi oleh energi ini.

Karena pada hakikatnya semua benda pasti mempunyai energi. Baik itu energi kinetik, energi nuklir, energi potensial, energi panas, dan masih banyak lagi.

Menurut para ahli, bahwa energi kinetik ada pada suatu benda yang bergerak. Maka jika benda tersebut diam, berarti benda itu tidak mempunyai energi kinetik.

Contohnya adalah seperti batu yang berada di pinggir jalan. Meskipun benda ini mempunyai energi potensial. Akan tetapi, benda ini tidak bergerak, jadi dapat disimpulkan bahwa benda ini tidak mempunyai energi kinetik.

Tetapi perlu anda ketahui, bahwa benda batu ini mempunyai energi potensial. Dimana energi potensial merupakan energi yang dipunyai suatu benda karena posisinya terhadap acuan. Dimana acuan tersebut akan diukur berdasarkan ketinggian benda itu dari tanah.

Energi kinetik merupakan energi yang masuk dalam klasifikasi energi mekanik, yang diukur menurut satuan joule. Joule sendiri merupakan satuan tenaga untuk energi, sama dengan tenaga yang dihasilkan oleh tempuhan gaya satuan Newton.

Jadi dapat disimpulkan, bahwa energi kinetik merupakan energi pada suatu benda yang dipengaruhi oleh gerak. Dimana jika benda itu bergerak semakin cepat, maka energinya pun semakin besar pada benda itu.

Hal ini juga berlaku, bila massa benda juga besar, maka energi kinetiknya pun menjadi lebih besar juga.

Rumus Energi Kinetik

Rumus ini sebenarnya bisa digunakan untuk menghitung besaran energi kinetik dalam suatu benda tertentu.

Dimana dalam fisika, energi ini akan disimbolkan dalam huruf “Ek”. Sedangkan untuk masa disimbolkan huruf ” m” dan kecepatan adalah “v”. Untuk bisa mengetahui besaran, dari energi kinetik anda bisa menghitung dengan menggunakan rumus, sebagai berikut:

Ek = 1/2 m. v2 dan/atau energi kinetik sama dengan satu per dua massa dikali kecepatan

Keterangan:

Ek = energi kinetik (J).

m = masa (kg).

v = kecepatan (m/s).

Rumus energi kinetik, bukanlah satu-satunya rumus. Ada juga rumus untuk energi mekanik dan energi potensial.

Contoh Energi Kinetik

Energi kinetik mempunyai beberapa contoh-contoh dalam kehidupan anda sehari-hari, seperti berikut:

• Bumi dan planet berputar mengelilingi matahari.
• Motor dan mobil bergerak dan melaju dengan kencang.
• Air mengalir dengan deras di sungai.
• Elektronik bergerak dan mengelilingi inti.
• Seorang manusia sedang berjalan dan seorang manusia lainnya sedang berlari.
• Ibu sedang memasak masakan sayuran.
• Kucing sedang bermain dengan sesama kucing.
• dan masih banyak lagi.

Perbedaan Energi Kinetik, Energi Potensial, dan Energi Mekanik

• Energi Kinetik

Kinetik merupakan kata yang berasal dari bahasa Yunani yaitu kinetikos. Dimana memiliki arti yaitu gerak. Sehingga dapat disimpulkan bahwa energi kinetik adalah energi yang dipunyai oleh suatu benda maupun partikel karena adanya gerak.

Oleh karena itulah semua benda yang sedang bergerak, mempunyai energi kinetik. Sebaliknya, jika suatu benda tidak bergerak, maka benda tersebut tidak mempunyai energi kinetik.

Energi kinetik sendiri bisa menghasilkan kecepatan dan/atau percepatan pada suatu benda tertentu. Menurut para ahli, energi kinetik tidak hanya bergantuk pada suatu gerakan saja, tetapi juga pada massa benda tersebut.

• Energi Potensial

Benda yang diam, belum tentu tidak mempunyai energi. Benda yang diam sebenarnya mempunyai energi yang dapat mendukung dia untuk melakukan pergerakan dan/atau melakukan kerja pada kondisi tertentu.

Energi yang ada pada benda diam disebut sebagai energi potensial. Dimana energi potensial merupakan sebuah energi yang dipunyai benda diam pada posisi dan/atau ketinggian tertentu.

Contohnya benda yang berada pada suatu tempat tertentu, mempunyai energi potensial yang didasarkan pada gaya gravitasi, ketinggian, dan juga massa benda.

Menurut para ahli, energi potensial juga adalah posisi relatif pada suatu benda terhadap sistem dan dapat muncul dalam bentuk lain.

Contohnya energi potensial listrik, energi potensial kimia, energi potensial nuklir, energi potensial elastis, dan energi potensial magnet yang mampu membuat pembangkit listrik dan/atau ledakan.

• Energi Mekanik

Energi mekanik merupakan jumlah energi kinetik dan potensi sari suatu benda. Jadi dapat diartikan, energi mekanik  adalah jumlah energi yang dipunyai benda diam, bergerak, dan benda kembali diam.

Oleh karena itu, energi ini dalam benda tersebut adalah tetap, hal dirumuskan menurut hukum kekekalan energi mekanik. Dimana kekekalan energi ini menyebutkan bahwa energi ini adalah tetap selama sistem tersebut dapat terbebas dari semua gaya hidup.

Energi ini juga sesuai dengan istilah kekekalan energi. Dimana yang artinya energi tidak dapat dimusnahkan dan/atau dibuat. Sehingga energi hanya dapat diubah menjadi energi lainnya.

Inilah tadi beberapa pembahasan energi kinetik secara terperinci. Semoga artikel ini dapat menambah wawasan.

The post Energi Kinetik : Pengertian, Rumus dan Contoh appeared first on HaloEdukasi.com.

Adapun energi adalah kemampuan untuk melakukan usaha. Lalu bagaimana pengertian usaha dan energi menurut ilmu fisika? Berikut adalah ulasannya.

Usaha

Pengertian Usaha

Menurut Setya Nurachmandani (2009) usaha dalam fisika diartikan sebagai hasil kali antara besar gaya yang menyebabkan benda berpindah dengan besar perpindahan benda yang searah dengan arah gaya tersebut.

Usaha yang Dilakukan Gaya Searah

Perhatikan gambar berikut.

Usaha yang dilakukan oleh gaya berdasarkan gambar di atas dinyatakan dengan rumus sebagai berikut.

W = F . s

Keterangan:
W = usaha (J)
F = gaya yang beraksi pada benda (N)
s = jarak pergeseran (m).

Usaha yang Dilakukan Gaya Membentuk Sudut Tertentu

Perhatikan gambar berikut.

Usaha yang dilakukan oleh gaya pada gambar di atas dinyatakan dengan rumus sebagai berikut.

W = F s cos θ

Keterangan :
W = usaha (J)
F = gaya yang beraksi pada benda (N), F konstan
s = jarak pergeseran (m)
θ = sudut antara pergeseran dan arah gaya

Contoh Soal dan Pembahasan

1. Sebuah balok 10 kg didorong dari dasar suatu bidang miring yang panjangnya 5 meter dan puncak bidang miring berada 3 m dari tanah. Jika bidang miring dianggap licin, dan percepatan gravitasi bumi = 10 m/s², usaha yang harus dilakukan untuk mendorong balok adalah … 

A. 300 J
B. 1500 J
C. 3500 J
D. 80 J
E. 25 J

Jawaban: A

Pembahasan:

Diketahui :
m = 10 kg
s = 5 m
h = 3 m
g = 10 m/s²

Ditanya : W =

Jawab :

Besar gaya dorong yang harus diberikan pada balok tersebut adalah:

F = w sin θ = mg sin θ 

Usaha yang harus dilakukan untuk mendorong balok pada bidang miring sepanjang 5 meter adalah:

W = F . s
W = (mg sin θ) s
W = (10)(10)(3/5)(5)
W = (10)(10)(3)
W = 300 J

Jadi usaha yang harus dilakukan untuk mendorong balok pada bidang miring sepanjang 5 m adalah 300 J.  

2. Sebuah benda mengalami dua gaya. Gaya pertama sebesar 30 N membentuk sudut 37° dengan sumbu x positif. Jika benda berpindah sejauh 3 m pada arah sumbu x positif. Hitunglah besarnya usaha yang dilakukan gaya tersebut!

Pembahasan:

Diketahui :
F = 30 N
α = 37°
s = 3 m

Ditanya : W = …

Jawab :
W = F cos α s
W = (30)(0,8)(3)
W = 72 J

Jadi, usaha yang dilakukan oleh gaya tersebut adalah sebesar 72 Joule.

3. Sebuah balok bermassa 30 kg ditarik gaya 60 N yang membentuk sudut α = 60° terhadap horisontal.  Pada saat balok dapat bergeser mendatar sejauh 3 meter maka tentukan usaha yang dilakukan gaya tersebut.

Pembahasan:

Diketahui:
F = 60 N
α = 60°
m = 30 kg
s = 3 m

Ditanya : W = …

Jawab :
W = F cos α s
W = (60)(3) cos 60°  
W = (180)½ = 90 Joule

Jadi usaha yang dilakukan gaya tersebut adalah sebesar 90 Joule.

Energi

Pengertian Energi

Energi diartikan sebagai kemampuan untuk melakukan usaha. Terdapat beberapa jenis energi, yaitu energi kinetik dan energi potensial.

Jenis-jenis Energi

1. Energi kinetik

Yang dimaksud dengan energi kinetik adalah energi yang dimiliki oleh benda karena geraknya.

Semakin cepat benda bergerak, maka energi kinetik yang dimiliki akan semakin besar.

Energi kinetik suatu benda bermassa m dan bergerak dengan kecepatan v dirumuskan sebagai berikut.

Keterangan :
Eₖ = energi kinetik (J)
m = massa benda (kg)
v = kecepatan benda (m/s)

Adapun usaha yang dilakukan untuk mengubah kecepatan benda dari v₁ menjadi v₂ sama dengan perubahan energi kinetik yang dialami benda tersebut.

2. Energi potensial

Yang dimaksud dengan energi potensial adalah energi yang dimiliki sebuah benda karena keadaan atau kedudukannya. Misalnya energi air terjun dan energi panas.

Energi potensial juga dapat diartikan sebagai energi yang tersimpan dalam suatu benda dan berpotensi untuk melakukan usaha. Misalnya energi kimia dan energi listrik.

Salah satu bentuk energi potensial adalah energi potensial gravitasi.

Yang dimaksud dengan energi potensial gravitasi adalah energi yang dimiliki suatu benda karena kedudukan ketinggiannya dari benda lain.

Secara matematis, energi potensial gravitasi ditulis sebagai berikut.

Ep = m g h

dengan:
E_p = energi potensial gravitasi ( J)
m = massa benda (kg)
g = percepatan gravitasi (m/s²)
h = ketinggian benda (m)

Contoh Soal dan Pembahasan

1. Sebuah benda massanya 2 kg jatuh bebas dari puncak gedung bertingkat yang tingginya 100 m. Apabila gesekan dengan udara diabaikan dan g = 10/ms² maka usaha yang dilakukan oleh gaya berat hingga benda sampai pada ketinggian 10 m dari tanah adalah …

A. 200 joule
B. 400 joule
C. 600 joule
D. 1600 joule
E. 2400 joule

Jawaban: D

Pembahasan:

Diketahui :
m = 2 kg
h₁ = 100 m
g = 10 m/s²
h₂ = 20 m

Ditanya: W = …

Jawab:

W = ΔEp
W = mg (h₁ – h₂)
W = (2)(10)(100 – 20)
W = (20)(80)
W = 1600 J

Jadi usaha yang dilakukan  oleh gaya berat hingga benda sampai pada ketinggian 10 m dari tanah adalah 1600 J.

2. Sebuah benda yang massanya 1 kg jatuh bebas dari ketinggian 10 m di atas permukaan tanah. Usaha yang dilakukan sampai benda berada 2 m di atas tanah adalah … joule.

A. 20
B. 40
C. 60
D. 80
E. 100

Jawaban: D

Pembahasan:

Diketahui :
m = 1 kg
h₁ = 10 m
g = 10 m/s²
h₂ = 2 m

Ditanya: W = …

Jawab :
W = ΔEp
W = mg (h₁ – h₂)
W = (1)(10)(10-2)
W = 80 J

Jadi usaha yang dilakukan benda adalah 80 joule.

3. Sebuah mobil dengan massa 1 ton bergerak dari keadaan diam. Sesaat kemudian kecepatannya menjadi 5 m/s, maka besar usaha mesin mobil tersebut adalah … joule.  

A. 25.000
B. 12.500
C. 12.000
D. 5.000
E. 2.500

Jawaban: B

Pembahasan:

Diketahui:
m = 1 ton = 1000 kg
v₁ = 0
v₂ = 5 m/s

Ditanya: W = …

Jawab:
W = ΔE_k
W = ½ m (v₂² – v₁²)
W = ½ (1000)(5² – 0²)
W = (500)(25)
W = 12.500 J

Jadi usaha yang dilakukan mesin mobil adalah 12.500 Joule.

Hubungan Usaha dan Energi

Usaha adalah proses transfer energi melalui gaya sehingga benda bergerak. Dengan kata lain, energi yang ditransfer ke sebuah benda ditujukan untuk menggerakkan benda tersebut.

Energi yang ditransfer ini dapat dilakukan dengan memberikan berbagai macam gaya.

Sejumlah energi yang ditransfer oleh sebuah gaya untuk menggerakkan sebuah benda inilah yang disebut dengan usaha.

Itulah hubungan langsung antara usaha dan energi. Dengan demikian, terdapat hubungan yang erat juga antara usaha dengan energi kinetik atau antara usaha dengan energi potensial.

1. Hubungan usaha dengan energi kinetik

Hubungan usaha dengan energi kinetik yang dilakukan oleh gaya dapat dirumuskan sebagai berikut.

Jadi usaha merupakan perubahan energi kinetik akibat perubahan gerak suatu benda.

2. Hubungan usaha dengan energi potensial

Sebuah benda dengan massa sebesar m berada pada kedudukan h₁. Benda tersebut kemudian jatuh hingga tingginya menjadi h₂. Besarnya usaha yang dilakukan pada benda dapat dirumuskan sebagai berikut.

W = F s
W = mg (h₁ - h₂) 
W = mgh₁ - mgh₂ 
W = ΔEp  

Dengan demikian dapat dikatakan bahwa usaha merupakan perubahan energi potensial akibat perubahan kedudukan atau ketinggian benda.

The post Usaha dan Energi: Pengertian – Rumus dan Contoh Soal appeared first on HaloEdukasi.com.