Energi kinetik pada dasarnya dimaknai sebagai bagian dari energi yang ada pada setiap benda bergerak. Sebuah benda yang memiliki gerak vertikal maupun horizontal akan senantiasa memiliki energi kinetik. Energi kinetik selanjutnya terbagi menjadi berbagai jenis dengan masing-masing rumusanya, yang didasarkan pada jenis gerak benda.
Misalnya saja dalam hal ini rotasi (energi akibat gerak rotasi), dan translasi (energi akibat gerak dari satu lokasi ke lokasi lain). Secara aplikatif energi kinetik sangat dengan kehidupan sehari-hari kita, salah satu contohnya yaitu ketika berjalan atau berlari maka sudah memiliki sejumlah energi kinetik. Perwistiwa inilah mengapa seseorag merasa relatif hangat saat berlari atau setelah berjalan agak jauh.
Energi Kinetik
Energi kinetik merupakan bentuk energi yang dimiliki suatu benda atau partikel karena bentuk gerakannya. Bahkan jika pekerjaan yang mentransfer energi, dilakukan pada suatu benda dengan menerapkan gaya total, benda tersebut bertambah cepat dan dengan demikian memperoleh energi kinetik.
Meski demikian untuk bahasan perbedaan antara energi kinetik dan energi potensial yaitu energi kinetik disebabkan karena gerakan suatu benda sedangkan energi potensial disebabkan karena posisi atau keadaan suatu benda. Kecepatan merupakan faktor penting saat menghitung energi kinetik suatu benda. Namun, kecepatan tidak ada hubungannya dengan energi potensial benda.
Pengertian Energi Kinetik
Energi kinetik adalah sifat benda dalam partikel yang senantiasa bergerak dan tidak hanya bergantung pada gerakannya tetapi juga pada massanya. Oleh karena itulah secara singkat dapat dengan mudah mengatakan bahwa energi kinetik adalah energi karena gerak.
Pengertian Energi Kinetik Menurut Para Ahli
Adapun definisi energi mekanik menurut para ahli, antara lain:
- Live Science, Energi kinetik adalah energi massa yang bergerak. Energi kinetik suatu benda adalah energi yang dimilikinya karena gerakannya.
- Wikipedia, Pengertian energi kinetik suatu benda adalah energi yang dimilikinya akibat gerakannya. Ini didefinisikan sebagai usaha yang diperlukan untuk mempercepat benda dengan massa tertentu dari diam ke kecepatan yang ditentukan.
Jenis Energi Kinetik dan Rumusnya
Ditinjau bentuk gerakannya, energi kinetik bisa dibedakan menjadi beberapa jenis dengan masing-masing rumusnya. Antara lain;
-
Translasi
Energi kinetik translasi atau biasa disebut dengan energi kinetik saja ialah energi kinetik yang terjadi saat benda bergerak dalam secara translasi.
Rumusnya yaitu;
-
Rotasi
Faktanya tidak semua benda bergerak secara transalsi linier, tapi ada juga benda yang bergerak secara melingkar atau gerakan rotasi. Rumus perhitungan energi kinetik yang satu ini bisa disebut dengan rumus energi kinetik rotasi, dan nilainya berbeda dengan energi kinetik biasa.
Parameter yang digunakan dalam energi kinetik rotasi adalah momen inersia dan kecepatan sudut, yang formulanya dapat dituliskan dituliskan sebagai berikut:
Keterangan:
- I = momen inersia
- ω = kecepatan sudut
Berdasarkan rumus tersebut, bisa kita ketahui bahwa untuk menghitung energi kinetik rotasi perlu mengetahui momen inersia dan kecepatan sudut bendanya terlebih dahulu.
-
Relativistik Einsten
Energi kinetik relativistik ialah energi kinetik saat benda bergerak dengan sangat cepat. Karena kecepatan yang sangat tinggi, benda yang bergerak secara relativistik mempunyai kecepatan yang mendekati kecepatan cahaya.
Akan tetapi, pada prakteknya, hampir mustahil bagi benda-benda besar mencapai kecepatan ini. Oleh sebab itu, kecepatan yang sangat besar ini pada umumnya dicapai oleh partikel-partikel penyusun atom.
Rumus energi kinetik relativistik yaitu:
Keterangan:
- γ = konstanta relativistic
- c = kecepatan cahaya
- m = massa objek tersebut
Rumus tersebut berbeda dengan energi kinetik biasa sebab gerakan dalam energi kinetik yang satu ini tidak sesuai dengan mekanika Newton klasik, sehingga pendekatan yang digunakan adalah teori relativitas Einstein.
Manfaat Energi Kinetik
Berikut ini manfaat yang dihasilkan dari bermacam-macam jenis energi kinetik, antara lain:
- Energi Radiasi
Energi radiasi merupakan jenis energi kinetik yang mengacu pada energi yang bergerak oleh gelombang atau partikel. Energi tersebut dibuat melalui gelombang elektromagnetik dan paling sering dialami oleh manusia dalam bentuk panas.
Antara lain;
- Bola lampu pijar: Saat kita menyalakan lampu dengan bola lampu pijar tradisional, ini mengeluarkan dua bentuk energi. Ada cahaya tampak yang kita lihat, serta kehangatan yang dihasilkannya. Keduanya adalah bentuk energi radiasi.
- Pemanggang roti elektrik: Saat elemen pemanas di dalam pemanggang roti menjadi lebih hangat, itu memancarkan energi radiasi yang memanaskan dan memanggang roti.
- Sinyal radio: Mirip dengan sinar-X, gelombang radio juga bergerak dalam bentuk gelombang. Begitulah cara stasiun radio dapat mentransmisikan program mereka melintasi jarak yang sangat jauh.
- Sinar matahari: Pernahkah kita berdiri di luar pada hari yang hangat dan cerah? Apakah kita memperhatikan bahwa di bawah sinar matahari lebih panas daripada di tempat teduh? Itu karena kita mengalami energi radiasi dari sinar matahari!
- Energi Panas
Energi panas mirip dengan energi radiasi karena keduanya dapat dialami dalam bentuk panas atau hangat. Perbedaannya adalah bahwa radiasi energi mengacu pada gelombang atau partikel, sedangkan energi panas menggambarkan tingkat aktivitas antara atom dan molekul dalam suatu benda.
Saat mereka bergerak lebih cepat, mereka lebih sering bertabrakan satu sama lain. Gerakan itulah mengapa energi panas dianggap sebagai contoh energi kinetik, bahkan jika kita mungkin tidak dapat melihat gerakan itu dengan mata telanjang.
Yaitu;
- Energi panas bumi: Contoh yang bagus dari sumber daya terbarukan, energi panas bumi berasal dari peluruhan mineral alam dan aksi vulkanik bumi. Kehangatan ini kemudian dapat dimanfaatkan untuk menghangatkan dan mendinginkan rumah, serta menghasilkan listrik.
- Memanggang dalam oven: Saat kita menempatkan pizza beku ke dalam oven, kita memanaskannya dan menaikkan suhunya. Molekul yang membentuk pizza bergerak lebih cepat saat pizza dalam keadaan panas.
- Air mendidih: Secara visual, definisi air mendidih mungkin adalah salah satu contoh energi termal yang lebih baik. Jika kita memanaskan air hingga mendidih di atas kompor, seperti saat memasak pasta, kita dapat melihat energi kinetik aktif dari air yang sangat panas. Pada tingkat mikroskopis, molekul air individu sama aktifnya.
- Energi Suara
Pengalaman manusia tentang suara disebabkan oleh getaran. Objek yang menciptakan suara menciptakan gelombang gerakan melalui media, seperti udara, hingga mencapai gendang telinga kita, yang kemudian bergetar dan otak kita menafsirkannya sebagai suara.
Diantaranya;
- Suara kita: Bicaralah dengan volume normal sambil meletakkan jari kita di tenggorokan. Kita akan merasakan getaran (gerakan) pita suara kita.
- Speaker stereo: Jika kita meletakkan tangan di atas speaker, terutama yang diputar dengan keras, kita juga akan merasakannya bergetar. Mekanisme di speaker menghasilkan apa yang kita alami sebagai suara.
- Seekor lebah berdengung: Saat kita mendengar lebah berdengung, yang sebenarnya kita dengar adalah lebah mengepakkan sayapnya dengan sangat cepat. Kepakannya sangat cepat sehingga menciptakan gelombang suara yang terlihat di udara.
Fakta Energi Kinetik
Beberapa fakta menarik yang ada dalam energi kinetik, antara lain:
- Kecepatan benda saat dikuadratkan bergantung pada energi kinetik. Ini memberi tahu kita bahwa ketika kecepatan suatu benda digandakan, energi kinetik menjadi empat kali lipat. Jika dua mobil, satu melaju dengan kecepatan 60 mph dan yang lainnya dengan kecepatan 30 mph, energi kinetik mobil sebelumnya adalah empat kali lipat dari yang terakhir. Jadi, kemungkinan kematian meningkat sekitar empat kali lipat juga.
- Energi kinetik tidak boleh negatif, hal ini disebabkan karena harus nol atau positif. Kecepatan bisa negatif atau positif tetapi energi kinetik selalu positif.
- Energi kinetik bukan merupakan satuan vektor. Arah proyektil tidak masalah. Yang penting adalah kecepatan lemparannya.
Contoh Energi Kinetik
Berikut ini beberapa contoh energi kinetik dalam kehidupan sehari-hari kita, antara lain:
- Pembangkit Listrik Tenaga Air
Pembangkit listrik tenaga air merupakan tempat pembangkitan listrik dengan bantuan air. Ketika air yang bergerak, yang memiliki beberapa energi kinetik, mengenai turbin yang ada di bendungan, energi kinetik air diubah menjadi energi mekanik. Energi mekanik ini menggerakkan turbin dan, pada akhirnya, mengarah pada produksi energi listrik.
- Berjalan dan Berlari
Saat berjalan atau berlari, kita memiliki sejumlah energi kinetik. Inilah mengapa kita merasa relatif hangat saat berlari atau setelah berjalan agak jauh. Keringat adalah hasil panas yang dihasilkan tubuh kita karena berlari. Saat berjalan atau berlari, terjadi konversi energi dalam penerapan kimia menjadi energi kinetik.
- Bersepeda
Sepeda yang bergerak memiliki energi kinetik. Mekanisme di baliknya adalah ketika kita mulai mengayuh, kita mengubah energi tubuh kita menjadi bentuk mekanis, yang pada awalnya merupakan energi potensial dan akhirnya diubah menjadi energi kinetik akibat gerakan roda.
Semakin banyak kecepatan, semakin banyak energi kinetik. Untuk menghentikan sepeda, kita perlu mengerem, berlawanan dengan gaya, untuk mengurangi kecepatan sepeda dan kembali ke energi nol.
- Rollercoaster
Rollercoaster memang menyenangkan untuk dikendarai, tetapi pernahkah kita memikirkan tentang gerobak roller coaster saat terjun bebas? Nah, ketika gerobak roller coaster berada di atas, itu memiliki energi kinetik nol karena gerobak sedang diam.
Tetapi ketika dibiarkan jatuh bebas, dengan peningkatan bertahap dalam kecepatan gerobak, peningkatan bertahap dalam energi kinetik juga terjadi. Jika sejumlah orang duduk di gerobak, massa akan bertambah dan, karenanya, energi kinetik, asalkan kecepatannya tetap.
- Bola Kriket
Ketika seorang pemain bowling memegang bola kriket, energi kinetik dari bola tersebut adalah nol karena sedang diam. Tetapi segera setelah pemain melempar bola ke arah batsman, ia mulai mengakumulasi energi kinetik dari massa dan kecepatan lemparannya.
Hal itulah yang menjadi alasan mengapa batsman selalu memakai safety gear agar tidak cedera karena bola memiliki energi kinetik yang tinggi.
- Bus Melaju di Bukit
Sebuah bus, di titik tertinggi bukit, akan memiliki lebih banyak energi potensial karena ketinggian yang hampir tidak memiliki koefisien energi kinetik. Saat bus bergerak menuruni bukit dengan kecepatan tertentu, energi potensial akibat ketinggian akan berkurang dan energi kinetik akan meningkat.
Akan ada suatu titik di mana nilai energi kinetik dan energi potensial menjadi sama. Ketika bus mencapai kaki bukit, energi kinetik menjadi maksimal; selama ia bergerak dengan kecepatan tetap, energi potensial menjadi nol.
- Hujan Meteor
Setiap kali meteoroid mendekati atmosfer bumi, itu akan tertarik oleh gravitasi. Hasilnya, itu mulai jatuh bebas dari langit dengan kecepatan tinggi. Saat itu, energi kinetik meteorit tersebut cukup tinggi karena ukurannya yang sangat besar dan berat.
Ketika itu menghantam permukaan bumi dengan energi kinetik yang begitu besar, ledakan terjadi. Selain itu, inilah alasan keberadaan kawah tubrukan di permukaan bumi.
Demikinalah artikel yang bisa kami kemukakan pada semua pembaca berkenaan dengan pengertian energi kinetik menurut para ahli, jenis, rumus, manfaat, dan contohnya yang ada di dalam kehidupan sehari-hari. Semoga memberi edukasi.
