10 Contoh Soal Energi Kinetik dan Penyelesaiannya
Fisika merupakan salah satu keilmuan tertua yang mempelajari tentang bagaimana sesuatu bekerja dari tingkat yang paling mendasar. Termasuk tentang alam, dari yang sekecil atom hingga sebesar alam semesta.
Salah satu cabang ilmunya adalah energi. Para ilmuwan mendefinisikan energi sebagai kemampuan untuk melakukan pekerjaan. Peradaban modern dimungkinkan karena orang telah belajar bagaimana mengubah energi dari satu bentuk ke bentuk lain dan kemudian menggunakannya untuk melakukan pekerjaan.
Energi didefinisikan sebagai "kemampuan untuk melakukan pekerjaan, yang merupakan kemampuan untuk mengerahkan kekuatan yang menyebabkan perpindahan suatu benda."
Secara sederhana, energi bisa diartikan sebagai kekuatan yang membuat benda bergerak. Di dalam ruang lingkup ilmu fisika, energi terbagi menjadi dua, yaitu potensial dan kinetik.
Pada tulisan ini, kami akan membahas tentang energi kinetik, yaitu energi yang dimiliki benda karena gerakannya. Melansir Britannica, jenis gerakan bisa berupa translasi (gerakan di sepanjang jalur dari satu tempat ke tempat lain, rotasi pada sumbu, getaran, dan kombinasi.
Rumus Energi Kinetik
Untuk mengetahui besaran energi kinetik, Anda bisa menggunakan rumus berikut ini.
Ek = ½.mv²
Keterangan:
EKk = energi kinetik (Joule)
m = massa (kg)
v = kecepatan (m/s)
Terkait dengan itu, kali ini kami juga akan membahas tentang contoh soal energi kinetik yang dirangkum dari berbagai sumber. Selengkapnya, simak tulisan berikut.
Contoh Soal Energi Kinetik
Berikut kumpulan contoh soal energi kinetik.
1. Sebuah benda dikatakan memiliki energi kinetik sebesar 200 J karena benda tersebut bergerak dengan kecepatan 36 km/jam. Perkirakan besar massa benda tersebut!
Jawaban:
Ek = 200 J; v = 36 km/jam = 10 m/s
m =...?
Ek = 1/2 m.v2
m = 2Ek/v2
m = 2 (200)/102
m = 4 kg
Jadi, massa yang terdapat pada benda tersebut adalah 4 kg.
2. Sebuah benda memiliki massa 2 kg berada pada ketinggian 10 meter dari tanah. Benda tersebut semula dalam keadaan diam, kemudian dijatuhkan sehingga mencapai tanah. Jika g = 10 m/s2, maka berapakah energi kinetik benda saat ketinggian 5 meter dari tanah?
Jawaban:
Diketahui:
Massa benda (m) = 2 kg
Tinggi awal (h1) = 10 m
Tinggi saat posisi kedua (h2) = 5 m
Gravitasi bumi (g) = 10 m/s²
Ditanya:
Ek saat h2 = 5 m
Jawab:
Em1 = Em2
Ep1 + Ek1 = Ep2 + Ek2
m.g.h + ½ m.v² = m.g.h + Ek2
2 kg x 10 m/s² x 10 m + 0 = 2 kg x 10 m/s² X 5 m + Ek2
200 J = 100 J + Ek
Ek = 200 J – 100 J
Ek = 100 J
Jadi, energi kinetik benda saat berada di ketinggian 5 meter adalah 100 J.
3. Sebuah mobil memiliki massa 500 kg melaju dengan kecepatan 25 m/s. Hitung energi kinetik mobil pada kelajuan tersebut! Apa yang akan terjadi jika mobil direm secara mendadak?
Diketahui:
Massa mobil (m) = 500 kg
Kecepatan mobil (v) = 25 m/s
Ditanyakan:
Energi kinetik dan kejadian jika mobil direm mendadak
Jawab:
Energi kinetik mobil sedan dapat dihitung sebagai berikut:
Ek = 1/2 . m v2
Ek = 1/2 . 500 . (25)2
Ek = 156.250 Joule
Ketika mobil direm, mobil akan berhenti. Energi kinetik akan berubah menjadi energi panas dan energi bunyi yang ditimbulkan oleh gesekan antara rem dengan gas roda dan ban mobil dengan jalan.
4. Sebuah bola memiliki massa 2 kg jatuh dari ketinggian 30 m. Jika g = 10 m/s² dan kecepatan benda 20 m/s, hitunglah kinetik yang timbul!
Jawaban:
Diketahui:
m = 2 kg
h = 30 m
g = 10 m/s²
Ditanya: Ek ?
Ek = Ep
Ek = m x g x h
Ek = 2 x 10 x 30
Ek = 600 J
Jadi, besar energi kinetik benda tersebut adalah 600 J.
5. Sebuah mobil sedan memiliki energi kinetik sebesar 560.000 Joule. Jika mobil tersebut mempunyai massa sebesar 800 kg, maka hitunglah kecepatan mobil sedan tersebut!
Jawaban:
Energi kinetik (Ek) = 560.000 J
Massa mobil (m) = 800 kg
Ditanya:
Kecepatan mobil (v) ?
Ek = 1/2 . mv²
V = √ 2 x Ek/m
V = √ 2 x 560.000 / 800
V = 37,42 m/s
Jadi kecepatan mobil sedan adalah 37,42 m/s.
Contoh Soal Energi Kinetik
6. Sebuah mobil memiliki massa 500 kg melaju dengan kecepatan 25 m/s. Hitung energi kinetik mobil pada kelajuan tersebut! Apa yang akan terjadi jika mobil direm secara
mendadak?
Jawaban:
Ek = 1/2 . m v2
Ek = 1/2 . 500 . (25)2
Ek = 156.250 Joule
7. Sebuah mobil jip mempunyai energi kinetik sebesar 560.000 Joule. Jika mobil tersebut mempunyai massa sebesar 800 kg, maka kecepatan mobil jip tersebut adalah …
Jawaban:
Diketahui:
Energi kinetik (Ek) = 560.000 Joule
Massa mobil (m) = 800 kg
Ditanya:
Kecepatan mobil (v)?
Jawab:
Ek = 1/2 . m v2
v = √ 2 x Ek/m
v = √ 2 x 560.000 / 800
v = 37,42 m/s
Jadi kecepatan mobil jip adalah 37,42 m/s.
8. Suatu benda bermassa 30 kg memiliki energi kinetik 500 J. Berapakah kecepatannya?
Jawaban:
Diketahui:
m = 30 kg
Ek = 500 J
Ditanya: Kecepatan (v) ?
Ek = ½ x mv²
500 J = ½ x 30 x v²
V² = 500/0,5 x 30
V² = 500/15
V² = 33,33 m²/s²
V = √ 33,33 m²/s²
V = 5,77 m/s
Jadi, kecepatan benda tersebut adalah 5,77 m/s.
9. Sindi mengendarai sepeda ontel dengan kecepatan 2 m/s. Jika massa sepeda Santo 20 kg. Berapakah energi kinetiknya?
Jawab :
m = 20 kg dan v = 2 m/s
Ek = ½ x m x v2
Ek = ½ x 20 kg x (2 m/s)2
Ek = 40 joule
10. Sebuah mobil bermassa 20.000 kg bergerak ke arah timur dengan kecepatan 20 m/s. Berapakah energi kinetik mobil tersebut?
Jawab:
Diketahui: m = 20.000 kg; v = 20 m/s;
Ditanya: Ek =...?
Penyelesaian:
Ek = 1/2 m.v2
Ek = 1/2 (20.000.202)
Ek = 1/2 (8000.000)
Ek = 4000.000 J
Ek = 4.000 kJ.
Demikian pembahasan tentang contoh soal energi kinetik, yakni salah satu cabang pada ilmu fisika. Pada dasarnya, penting untuk Anda memahami konsep agar bisa menggunakan rumus dengan baik.
