Suatu benda dapat bergerak karena ada energi yang menyebabkannya bergerak. Energi terbentuk karena usaha yang dilakukan, sehingga benda dapat bergerak. Energi pada benda bergerak disebut juga dengan ketentuan energi kinetik.
Tanpa disadari, energi ini menjadi bagian penting dalam kehidupan manusia. Memproduksi makanan, menjalankan mesin hingga menghasilkan listrik di rumah, sekolah dan tempat kerja, semuanya membutuhkan energi yang disebut juga dengan energi gerak ini.
Energi ini juga bekerja dengan pengaruh berat atau massa benda yang bergerak, serta kecepatan gerak benda tersebut. Selain itu, energi ini juga dapat diubah menjadi energi lain. Nah, apa saja perubahan tersebut dan bagaimana cara mengetahui besarnya energi gerak pada suatu benda?
Apa itu Energi kinetik atau Energi Gerak?
Energi dan kinetik adalah dua kata yang memiliki arti berbeda. Berdasarkan Kamus Besar Bahasa Indonesia (KBBI), energi diartikan sebagai tenaga, tenaga atau usaha untuk melakukan suatu pekerjaan. Sedangkan kinetik diartikan sebagai sesuatu yang berhubungan dengan gerak.
Menurut asal katanya, energi dan kinetik berasal dari bahasa Yunani yaitu, energi Dan kinensis. Energi sendiri memiliki arti sebagai bisnis, sementara itu kinensis berarti gerak. Berdasarkan arti kata tersebut, tidak mengherankan jika nama lain untuk energi kinetik adalah energi gerak.
Keberadaan energi ini pertama kali ditemukan oleh para ilmuwan pada abad ke-7. Saat itu, para ilmuwan terus melakukan percobaan dan menemukan berbagai kesimpulan. Beberapa di antaranya adalah Gottfried dan Johann Bernoulli.
Ilmuwan sampai pada kesimpulan bahwa energi ini dikategorikan sebagai kekuatan hidup. Kemudian, seorang ilmuwan Belanda bernama Willem Gravesande melakukan penelitian lain dengan menjatuhkan beberapa balok tanah liat dari ketinggian yang berbeda.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa setiap lempung memiliki kedalaman tumbukan yang berbeda. Dengan demikian, diperoleh kesimpulan bahwa energi yang dihasilkan berbanding lurus dengan kuadrat kecepatan suatu benda ketika bergerak.
Jadi, gerak atau energi kinetik dapat diartikan sebagai energi yang dimiliki oleh suatu benda ketika bergerak. Energi ini dipengaruhi oleh massa dan kecepatan gerak benda.
Jenis Energi kinetik Perlu diketahui
Apakah Anda pernah bermain biliar? Anda dapat mempelajari gerak atau energi kinetik dari setiap gerakan bola bilyar. Bola yang tadinya diam akan mengalami gerakan saat bertumbukan dengan bola lain yang sengaja digerakkan.
Bola yang diam akan bergerak sesuai dengan kecepatan bola yang dipukul. Nah, peristiwa ini menunjukkan bahwa energi bola yang tadinya bergerak bisa dipindahkan ke bola yang diam. Sehingga menyebabkan bola bergerak dan memiliki kecepatan.
Kejadian ini terjadi pada meja yang berada pada garis lurus atau bidang datar. Namun, energi gerak ini tidak hanya berlaku pada benda yang bergerak lurus, tetapi juga dapat terjadi pada benda yang berputar. Hal inilah yang membuat gerak atau energi kinetik terbagi menjadi 2 macam, antara lain :
- Energi gerak translasi atau kinetik adalah energi gerak yang dimiliki oleh suatu benda yang mengalami gerak dalam medium garis datar atau lurus. Contohnya adalah gerak bola di atas meja billiard.
- Gerak atau energi kinetik rotasi yaitu energi gerak pada suatu benda yang mengalami gerak pada saat sedang berputar. Contohnya adalah gerakan yang dialami gasing saat dimainkan.
Bentuk Perubahan Gerak atau Energi Kinetik
Ingat hukum kekekalan energi? Ya, James Prescott Joule, seorang ilmuwan dan fisikawan dari Inggris merumuskan hukum ini. Di mana, hukum berbunyi, “Energi tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan.”
Dan memang benar, berbagai energi baik itu energi surya, energi panas, energi suara atau energi lainnya tidak dapat diciptakan apalagi dimusnahkan. Coba pikirkan, bagaimana bisa memusnahkan energi matahari? Atau bagaimana cara menciptakan kembali energi ini?
Namun, pada dasarnya energi tersebut dapat berasal dari energi lain. Jadi, meskipun energi tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan, energi dapat berubah wujud menjadi bentuk energi lain, termasuk mengubah energi kinetik ke energi lain.
Contoh sederhananya, mobil yang bergerak dengan kecepatan tertentu, akan memiliki energi gerak. Kemudian, saat mobil mulai direm, energi gerak akan berubah menjadi energi bunyi dan energi panas.
Mengapa demikian? Simak penjelasan selengkapnya dalam berbagai perubahan energi gerak, di bawah ini.
1. Energi Panas
Ketika Anda berada di daerah yang dingin, Anda akan menggosokkan kedua tangan Anda untuk menciptakan kehangatan. Kemudian, ketika di kamp, orang biasa membuat api dengan menggosokkan batu atau kayu ke permukaan benda lain.
Tanpa disadari, peristiwa ini menjadi suatu bentuk perubahan energi gerak atau energi kinetik menjadi energi panas. Dua benda yang bergerak dengan kecepatan tertentu secara perlahan akan menghasilkan sensasi hangat yang memiliki energi.
Perlu juga diperhatikan, energi panas itu sendiri memiliki molekul yang bergerak dan bergesekan satu sama lain. Energi gerak molekullah yang menciptakan sensasi panas atau energi panas pada benda yang saling bergesekan.
Jadi, jika kita kembali ke contoh mobil yang bergerak, pada saat pengereman, gesekan antara ban mobil dengan aspal akan menimbulkan energi panas. Jadi, energi kinetik dari mobil saat pengereman akan berubah menjadi energi panas.
2. Energi Suara
Bunyi berasal dari getaran suatu benda. Getaran tersebut merambat dengan bantuan media berupa udara atau air. Ketika sebuah benda bergerak dan menabrak benda diam, benda tersebut menghasilkan suara.
Contoh yang lebih jelas adalah membunyikan bel sekolah. Lonceng yang awalnya diam, ketika dipukul oleh benda lain dengan kecepatan tertentu akan menghasilkan bunyi. Benda yang bergerak akan mengubah energi gerak menjadi energi bunyi.
Ini juga yang terjadi pada contoh sebelumnya. Dimana selain menghasilkan energi panas, gesekan ban pada aspal juga menghasilkan suara. Nah, peristiwa inilah yang membuat energi gerak mobil berubah menjadi energi bunyi.
3. Energi Listrik
Anda pasti sudah tahu tentang pembangkit listrik tenaga air atau angin. Disadarkan, jika pembangkit listrik berhasil diubah energi kinetik dari air atau angin menjadi energi listrik? Dalam hal ini, terdapat penggunaan generator untuk mengubah kedua jenis energi tersebut.
Angin yang menggerakkan kincir, energinya akan disimpan oleh generator. Dengan demikian, membuat generator bergerak dan mengubah energi gerak menjadi energi listrik. Pekerjaan pembangkit listrik tenaga air juga seperti itu.
Pergerakan arus air tersebut akan disimpan untuk menghasilkan energi gerak pada generator. Kemudian, generator akan mengubahnya menjadi energi listrik. Energi ini nantinya akan disalurkan ke masyarakat, sehingga kebutuhan listrik di setiap rumah dapat terpenuhi.
4. Energi Elektromagnetik
Perubahan energi gerak menjadi energi elektromagnetik ini, tidak dapat dilihat dengan mata. Sebab, energi yang satu ini memanfaatkan gerak gelombang dan radiasi ion pada benda elektronik. Contoh yang sangat mudah ditemukan adalah saat mendengarkan radio.
Pergerakan gelombang radio menyebabkan suara dari radio sampai ke pendengar. Selain itu, gerakan gelombang tak kasat mata ini juga dapat membuat alat-alat elektronik berfungsi dengan baik, seperti ponsel, TV, dan microwave.
5. Energi Mekanik
Energi mekanik adalah jumlah energi yang tersimpan dalam suatu benda. Jadi, ketika suatu benda bergerak dengan kecepatan tinggi, energi yang tersimpan dalam benda tersebut bertambah, begitu pula sebaliknya.
Salah satu contohnya adalah saat berolahraga dengan sepeda. Saat mengayuh sepeda dengan gerakan cepat, sepeda juga akan melaju dengan kecepatan tinggi. Jadi, terjadi perubahan dari energi kinetik menjadi energi mekanik.
Rumus Energi kinetik digunakan
Seperti yang telah dijelaskan sebelumnya, jika besar gerak atau energi kinetik dipengaruhi oleh massa atau berat benda dan kecepatan benda. Jadi, rumus energi gerak yang bisa digunakan antara lain:
Ek = ½ mv2
Dimana, simbol ek dalam rumus ini adalah simbol energi kinetik dalam Joule (J), M untuk massa dalam kilogram (Kg), juga ay untuk lambang kecepatan dengan satuan meter per detik (m/s). Sedangkan rumus menghubungkan usaha dan energi gerak yaitu :
W = ∆Ek = ½ mv2 2 – ½ mv2 1
Rumus ini biasanya digunakan untuk mencari energi gerak antara dua benda yang saling bergerak dengan massa dan kecepatan masing-masing. Jadi, rumus ini digunakan untuk menentukan besarnya usaha yang dikeluarkan untuk memindahkan benda-benda tersebut.
Contoh soal
Untuk memahami materi gerak atau energi kinetik, maka perlu dilakukan latihan-latihan untuk menyelesaikan soal tersebut. Berikut ini disajikan salah satu jenis soal dan pembahasan mengenai gerak atau energi kinetik tersebut.
Pertanyaan:
Sebuah mobil bermassa 600 kg. Kemudian mobil bergerak dengan kecepatan 20 m/s. Pergerakan mobil ini menghasilkan energi kinetik yang besar?
Penyelesaian:
Ek = ½ mv2
= ½ (600).(20)2
= ½ (600).(400)
= ½ 240.000
= 120.000 J
Jadi, besarnya energi gerak yang terjadi pada mobil tersebut adalah 120.000 Joule.
Manfaat Energi Gerak Bagi Kehidupan Manusia
Sekarang kamu lebih familiar dengan energi gerak kan? Tanpa disadari, setiap bentuk energi selalu berdampingan dengan manusia, termasuk energi gerak ini. Dan manusia juga sangat membutuhkan energi ini untuk berbagai aktivitas.
Tidak hanya energi gerak itu sendiri, namun setiap perubahan energi gerak ke bentuk energi lain, selalu memiliki manfaat bagi kehidupan manusia. Manfaat energi gerak bagi kehidupan manusia, antara lain sebagai berikut:
- Menghasilkan listrik untuk menerangi rumah, jalan, dan tempat lain.
- Membantu masyarakat beraktivitas dengan berbagai alat transportasi seperti mobil, sepeda motor, sepeda dan sebagainya.
- Membantu manusia dalam menghasilkan makanan, seperti proses pembuatan tepung terigu dengan memanfaatkan energi gerak dari mesin atau kincir angin.
- Memberikan kemudahan komunikasi melalui gelombang radio, suara atau gelombang elektromagnetik yang membuat berbagai perangkat elektronik seperti TV, handphone dan radio dapat berfungsi dengan baik.
- Membuat berbagai permainan berjalan dengan baik. Misalnya permainan layang-layang yang memanfaatkan energi gerak dari angin untuk dimainkan. Ada juga permainan gasing yang bergerak melingkar sehingga bisa dimainkan.
Jadi, energi kinetik adalah energi dalam benda bergerak. Baik benda yang bergerak pada bidang datar maupun berputar, semuanya memiliki gerak atau energi kinetik. Energi ini juga dapat diubah menjadi energi lain, dan bermanfaat bagi kehidupan manusia.
Baca Juga Artikel Lainnya :
- Pengertian Protein – Pengertian, Jenis, Fungsi, dan Contohnya
- Struktur Virus Beserta Fungsi Dan Penjelasannya (Lengkap)
- Pengertian Sel Darah Merah, Fungsi, Struktur Dll
- Sel Tumbuhan dan Sel Hewan – Definisi, Struktur Dll. (Lengkap)
- Pembagian Meiosis 1 – Pengertian, Tahapan, Tujuan, & Contoh
- Fungsi Dinding Sel Tumbuhan, Bakteri, Jamur, Alga Dll
- Bagian Mikroskop dan Fungsinya (Lengkap)