Alat Ukur Energi Kinetik, Rumus, dan Contoh Soalnya

Alat Ukur Energi Kinetik, Rumus, dan Contoh Soal. Foto: Pexels

Pernahkah kamu memerhatikan seorang atlet yang berlari? Ketika seseorang berlari, posisi orang tersebut akan berubah setiap detiknya.

Perubahan posisi pada saat orang berlari menunjukkan bahwa orang itu memiliki energi. Nah, energi yang dimiliki oleh benda yang bergerak disebut energi kinetik.

Kamu bisa mengukur energi kinetik menggunakan alat ukur energi kinetik khusus. Berikut penjelasan selengkapnya di bawah ini,

Pengertian Energi Kinetik

Pengertian Energi Kinetik. Foto: Pexels

Mengutip buku Energi Terbarukan yang disusun Hamdi, energi kinetik adalah energi yang dimiliki suatu benda karena pengaruh gerak yang dilakukan benda tersebut atau dipengaruhi benda lain yang mengenainya.

Istilah kinetik berasal dari bahasa Yunani, yakni kinetikos yang berarti bergerak. Jadi, dapat disimpulkan bahwa benda yang bergerak pada kecepatan tertentu pasti memiliki energi kinetik. Adapun benda yang diam tidak bergerak tidak mempunyai energi kinetik.

Oleh karena itu, energi kinetik biasa juga disebut dengan energi gerak, di mana pergerakan dari suatu benda bisa menghasilkan energi lainnya.

Pergerakan suatu benda juga dipengaruhi massa dan kecepatan dari benda. Artinya, kecepatan dari suatu benda dipengaruhi berdasarkan massa dari suatu benda dan energi yang dihasilkan dari energi kinetik itu juga dipengaruhi dari kecepatan.

Baca Juga: Cara Menghitung Kalor Jenis dan Rumusnya

Alat Ukur Energi Kinetik

Alat Ukur Energi Kinetik. Foto: Pexels

Alat ukur energi kinetik membantu kita mengukur energi kinetik suatu benda dengan akurasi yang tinggi. Berikut beberapa jenis alat ukur energi kinetik yang sering digunakan.

1. Tachometer

Tachometer adalah alat ukur genggam yang digunakan untuk mengukur kecepatan benda yang berputar seperti operasi mesin atau roda, dalam satuan putaran per menit (RPM). Dari kecepatan putar tersebut, energi kinetik suatu objek dapat dihitung.

Tachometer hadir dalam bentuk analog dan digital yang memainkan peran penting dalam menentukan output daya mesin.

2. Pendulum Ballistic

Pendulum Ballistic bekerja dengan mengukur ketinggian bola sebelum dan sesudah tabrakan dengan permukaan. Dari selisih ketinggian tersebut, energi kinetik bola dapat dihitung.

3. Fotometer

Fotometer 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

Sesuai namanya, 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

Anemometer adalah perangkat yang digunakan untuk mengukur kecepatan angin dan untuk mengukur arah. Dari jumlah putaran dalam satu detik dapat juga diketahui kecepatan anginnya.

Selain mengukur kecepatan angin, anemometer juga dapat digunakan untuk memperkirakan cuaca, memperkirakan tinggi gelombang laut, serta memperkirakan kecepatan dan arah arus.

6. Spektrometer

Spektrometer 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.

Jenis-jenis Energi Kinetik

Jenis-jenis Energi Kinetik. Foto: Unsplash

Secara umum, energi kinetik dapat dikelompokkan menjadi beberapa jenis. Menurut buku Energi dan Perubahannya oleh Drs. Kandi, M.A, jenis-jenisnya adalah sebagai berikut.

1. Energi Mekanik

Energi mekanik ialah energi gerak yang telah disimpan di dalam sebuah benda atau objek tertentu. Energi mekanik ini merupakan gabungan dari energi kinetik dan energi potensial yang dimiliki suatu benda.

2. Energi Suara

Energi suara adalah suatu gerakan atau getaran yang berasal dari berbagai macam material, seperti air dan udara yang menghasilkan suara.

Contoh penerapan energi suara ini dapat ditemukan pada alat musik. Pasalnya, setiap alat musik memiliki resonator (ruang udara yang berfungsi untuk memperkuat bunyi), misalnya pada alat musik gitar atau biola.

3. Energi Panas

Energi panas adalah hal-hal yang menghasilkan sumber panas dan bisa berpindah-pindah. Energi ini biasanya akan berpindah dari tempat yang memiliki suhu lebih tinggi, ke tempat yang mempunyai suhu lebih rendah.

Energi panas dapat dikatakan energi kinetik. Sebab, dalam hal ini yang bergerak pada energi panas ialah molekul dan atom yang pergerakannya amat cepat.

4. Energi Radiasi

Energi radiasi kerap dikenal sebagai energi elektromagnetik. Energi ini termasuk ke dalam jenis energi kinetik, karena radiasi juga mengalami pergerakan selama proses perubahan energinya.

Contoh Energi Kinetik dalam Kehidupan Sehari-hari

Contoh Energi Kinetik dalam Kehidupan Sehari-hari. Foto: Pexels

Berikut beberapa contoh energi kinetik dalam kehidupan sehari-hari yang membawa banyak manfaat.

1. Bola Menggelinding

Ketika bola ditendang atau dilempar ke permukaan tanah, maka bola tersebut akan menggelindinng. Gerak menggelinding adalah gerak sebuah benda kaku atau tidak berubah bentuk dengan bertranslasi dan rotasi.

Hal tersebut menjadi salah satu contoh energi kinetik yang ditemukan dalam permainan bola. Semakin kuat tendangan bolanya, semakin cepat gerakan bola tersebut. Ini artinya, energi kinetik bola semakin besar.

2. Mobil yang Berjalan

Sebenarnya, pada mobil yang berjalan, bukan mobilnya yang memiliki energi kinetik. Namun, pembakaran bahan bakar yang menghasilkan energi panas dapat merubah energi kinetik pada mesin mobil yang menyebabkan mobil dapat berjalan.

3. Kincir Air

Air yang bergerak dengan kencang atau kecepatan tertentu, dapat mengubahnya menjadi energi kinetik. Pada saat air yang membawa energi kinetik ini mengalir melalui turbin generator, maka energi kinetik menjadi energi mekanik yang menghasilkan listrik.

Selanjutnya, energi listrik akan ditransmisikan ke rumah-rumah penduduk.

4. Kipas Angin

Kipas angin menggunakan listrik untuk memutarkan baling-balingnya. Sehingga dapat dikatakan gerakan kipas angin tersebut mengubah energi listrik menjadi energi kinetik.

Putaran baling-baling pada kipas akan menggerakkan udara di sekitarnya. Udara yang bergerak itu memiliki energi kinetik. Semakin cepat gerakan udaranya, semakin besar energi kinetik yang dihasilkan.

Baca Juga: 3 Contoh Perilaku Konservasi Energi dalam Kehidupan Sehari-hari

Rumus Energi Kinetik

Rumus Energi Kinetik. Foto: Pexels

Secara matematis energi kinetik dirumuskan sebagai berikut:

Ek = 1/2mv²

Keterangan:

Dari persamaan di atas semakin terlihat bahwa energi kinetik suatu benda berbanding lurus dengan massa benda tersebut. Sehingga sebuah batu dengan massa 2 kg memiliki energi kinetik yang lebih besar dibandingkan dengan sebuah bola baseball dengan massa 148 gram yang dilemparkan dengan kecepatan sama.

Energi kinetik suatu benda juga berbanding lurus dengan kuadrat kecepatannya. Mobil yang bergerak dengan kecepatan 20 m/s mempunyai energi kinetik empat kali lipat dibandingkan ketika mobil tersebut bergerak dengan kecepatan 10 m/s.

Contoh Soal

Berikut beberapa contoh soal energi kinetik yang lengkap dengan pembahasannya.

Contoh 1

Diketahui sebuah mobil mempunyai massa 600 kg, yang melaju dengan kecepatan 30 m/s. Berapakah energi kinetik pada kecepatan laju mobil tersebut?

Jawab:

Diketahui:

Ditanya: Ek = ...?

Ek = ½ m.v²

= ½ 600. 30²

= ½ 600. 900

= 270.000 J

Jadi, energi kinetik yang dihasilkan pada kecepatan mobil tersebut adalah 270.000 Joule.

Contoh 2

Sebuah benda dengan 40 kg, dilemparkan dengan kelajuan awal sama dengan nol yang melaju 8 m/s. Hitunglah energi kinetiknya!

Jawab:

Diketahui:

Ditanya: Ek = ...?

Ek = ½ m.v²

= ½ 40.8²

= ½ 2560

= 1280 J

Jadi, energi kinetik yang dihasilkan sebuah tersebut adalah 1280 Joule.

Contoh 3

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?

Jawab:

Diketahui:

Ditanya: Ek saat h2 = 5 m

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.

(DEL)