Energi Kinetik, Potensial dan Mekanik : Rumus, Penjelasan serta Contoh soal - GALINESIA
sebagai manusia tentunya kita selalu melakukan aktivitas atau usaha baik aktivitas ringan ataupun aktivitas berat. Ketika kita beraktivitas sudah pasti kita membutuhkan energi. Energi dan usaha adalah dua hal yang saling berkaitan satu sama lain. Energi diperlukan agar dapat melakukan usaha. dengan adanya energi dan usaha maka benda akan dapat bergerak ataupun berpindah posisi.

Ilustrasi gambar oleh hellosehat.com

USAHA

Usaha adalah besarnya gaya yang dikeluarkan yang dikalikan dengan jarak yang di tempuh. agar lebih mudah nya jika dalam fisika usaha disimbolkan huruf w dengan satuan Joule dan gaya disimbolkan huruf F dengan satuan Newton sedangkan jarak disimbolkan dengan huruf s dengan satuan meter. agar lebih jelasnya berikut adalah rumus dari usaha.

W = F.s

Keterangan :
W : usaha (joule)
F : gaya (newton)
s : jarak atau perpindahan (meter)

Jika dalam ilmu fisika energi dapat dihitung besarnya berdasarkan satuan tertentu. Energi dibagi menjadi tiga yaitu energi kinetik potensial dan mekanik.

energi kinetik potensial dan energi mekanik merupakan macam-macam energi yang selalu ada pada setiap bagian dari aktivitas manusia. ketiganya tidak dapat dimusnahkan karena masing-masing jenis energi memiliki manfaat yang besar bagi kehidupan sehari-hari manusia termasuk dalam perkembangan teknologi terutama yang berhubungan dengan pergerakan benda perpindahan posisi atau bahkan kombinasi antar aktivitas keduanya.

energi adalah sesuatu yang sangat penting dalam aktivitas manusia. Menurut hukum kekekalan energi energi tidak dapat dihilangkan atau dimusnahkan tetapi dapat diubah kedalam bentuk yang lain. nah lebih mudahnya energi dapat diartikan sebagai kemampuan sesuatu untuk melakukan suatu usaha agar mampu untuk bergerak ataupun berpindah posisi. suatu benda yang dipengaruhi oleh energi dapat dilihat ketika ia menghasilkan gaya yang dapat melakukan usaha atau kerja.

KONSEP ENERGI

Banyak sekali contoh aktivitas manusia dalam kehidupan sehari-hari yang memerlukan energi misalnya saja mulai dari mengendarai sepeda motor atau sepeda onthel ataupun memindahkan suatu barang dari tempat satu ketempat yang lain. jenis jenis atau macam nya pun yang dikeluarkan tidak hanya satu tetapi juga kombinasi dari beberapa jenis energi sehingga memberikan kemanfaatan bagi manusia.

untuk mempermudah pengklasifikasian energi berdasarkan pengertiannya, maka kali ini kita akan membahas satu persatu mengenai jenis-jenis energi seperti energi kinetik potensial dan energi mekanik.

ENERGI KINETIK

A. Pengertian energi kinetik

Secara bahasa kinetik berasal dari bahasa Yunani yang ditulis dengan kinetik yaitu artinya bergerak. dapat ditarik kesimpulan bahwa semua benda yang bergerak baik dengan bantuan manusia atau tidak maka benda tersebut memiliki energi kinetik. lebih mudahnya energi kinetik merupakan energi yang dimiliki oleh suatu benda karena pergerakan yang dilakukan.

energi kinetik pada suatu benda dipengaruhi oleh massa serta kecepatan suatu benda tersebut ketika bergerak. massa suatu benda disimbolkan dengan huruf m dalam satuan kg dan kecepatan disimbolkan dengan huruf v yang didapat dari jarak tempuh per satuan waktu. simbol untuk massa dan kecepatan tersebut digunakan untuk mempermudah perhitungan dan aplikasi rumus.

Massa benda dan kecepatan dari gerak benda tersebut berbanding lurus dengan energi kinetik. artinya semakin besar massa benda dan kecepatannya maka energi kinetik yang dikeluarkan 1 benda tersebut juga besar. begitu sebaliknya apabila massa dan kecepatan benda tersebut kecil maka energi kinetik yang dihasilkan suatu benda tersebut dalam bergerak juga kecil.

Contoh sederhana energi kinetik adalah anak kecil yang bermain ketapel yang menyebabkan batu tersebut bergerak. Contoh lainnya yaitu ketika anak kecil melemparkan kelereng kedepan, dengan adanya energi maka kelereng tersebut dapat melaju kedepan. dalam hal ini energi memiliki sifat tidak dapat secara langsung tetapi dapat dilihat melalui pergerakan atau perpindahan posisi suatu benda.

B. Rumus energi kinetik

sesuai dengan keterangan pada paragraf diatas bahwa energi kinetik dipengaruhi oleh massa yang disimbolkan dengan m dan kecepatan yang disimbolkan dengan vv pada suatu benda. jika suatu benda memiliki massa sebesar m dan bergerak atau berpindah posisi dengan kecepatan v maka dapat dikatakan benda tersebut memiliki energi kinetik yaitu sebesar :

Ek = ½.mv²

Keterangan :
Ek : energi kinetik
m  : massa benda (kg)
v   : kecepatan (m/s²)

ENERGI POTENSIAL

Ilustrasi gambar teboipa.blogspot.com

Energi potensial sangat berkaitan erat dengan gaya gravitasi bumi. Energi potensial adalah energi dari suatu benda yang dipengaruhi kedudukannya. sama seperti hukum kekekalan energi pada energi potensial maka energi tersebut dapat tersimpan pada suatu benda dan dapat dimanfaatkan sewaktu-waktu.

Suatu benda bermassa m kemudian diangkat dengan ketinggian h dan dijatuhkan hingga membentur tanah maka jatuhnya benda tersebut dipengaruhi oleh percepatan gravitasi bumi. Besaran  percepatan gravitasi bumi adalah 9,8 m/s² atau terkadang ditulis dengan 10 m/s². sehingga untuk mencari besaran usaha yaitu gaya yang dikalikan jarak tempuh benda tersebut.

W=Fy=m.g.h

W : usaha yang diperlukan untuk mengangkat benda setinggi h (joule)
Fy : gaya gravitasi (newton)
m : massa benda (kg)
g : Konstanta gravitasi (10 m/s²)
h : ketinggian benda (m)

lebih sederhana nya suatu benda yang dijatuhkan akan dipengaruhi oleh gravitasi bumi sehingga disebut dengan energi potensial gravitasi. Energi potensial adalah energi yang didapat dari aktivitas berat benda bermassa m terhadap suatu bidang acuan adalah hasil kali berat benda yang dikalikan dengan ketinggian benda tersebut terhadap suatu bidang. nah agar lebih mudah nya untuk melakukan perhitungan perhitungan berikut adalah persamaan dari energi potensial. 

Ep = m.g.h

Keterangan :
m : massa (kg)
g : percepatan gravitasi (10 m/s²)
h : ketinggian suatu benda terhadap bidang acuan (m)

pengukuran pengukuran energi potensial biasanya diukur berdasarkan posisinya pada suatu bidang acuan atau titik acuan tertentu. apabila suatu benda tersebut berada pada titik acuan tersebut maka energi potensialnya adalah 0. jika bidang dan suatu benda pada titik yang berbeda maka energi potensial akan memiliki nilai dan berbeda juga. 

apabila benda tersebut berpindah dari titik satu ke titik yang lain maka ketinggian pun juga akan berbeda yaitu h1 dan h2 namun perubahan energi potensialnya adalah sama. 

ENERGI MEKANIK
Ilustrasi gambar oleh learniseasy.com

setelah mempelajari tentang energi kinetik dan energi potensial kali ini kita akan membahas tentang energi mekanik. Energi mekanik adalah hasil penjumlahan dari energi kinetik dengan nilai energi potensial. Sehingga energi mekanik adalah energi yang dipengaruhi oleh besar kecilnya energi potensial dan energi kinetik. 

energi mekanik ini digunakan ketika suatu benda berpindah dari posisi 1 ke posisi yang lain misalnya suatu benda bermassa m berada pada posisi 1 dengan ketinggian h1 dan pada posisi yang akhir atau kedua dengan ketinggian h 2 terhadap bidang permukaan. Dalam hal hal tersebut gaya berat benda (w) sama dengan hasil kali dari massa dan percepatan gravitasi bumi yang melakukan usaha dari posisi 1 ke posisi yang kedua. pada posisi yang kedua pun nilai energi mekanik sama dengan nilai energi mekanik pada posisi yang kesatu atau (h1). 

Melihat kasus diatas maka energi mekanik ketika benda pada posisi h1 = energi mekanik ketika benda pada posisi h2. Lebih mudahnya penulisan rumus adalah Em1=Em2.  Berikut adalah penulisan rumusnya.

Em1 = Em2
Ek1 + Em1 = Ek2 + Em2
½.m.v² + m.g.h1 = ½.m.v² + m.g.h2

Dengan demikian energi mekanik dapat dihitung. posisi ketika benda berada di atas permukaan maka kecepatan benda tersebut adalah 0. sehingga energi kinetik pada posisi pertama atau pada posisi benda masih diatas permukaan bidang maka nilainya adalah 0.

Contoh soal dari energi potensial energi kinetik dan energi mekanik.

1. sebuah benda jatuh bebas dari 20 m jika percepatan gravitasinya 10 m/s² makakecepatan benda saat berada 15 m diatas tanah adalah....

massa adalah tetap
h1 adalah 20m
h2 adalah 15 meter
Laju awal ketika benda belum bergerak kecepatannya adalah 0
EM1 = EM2
EK 1 + EM 1 = EK 2 + EM 2
½.m.v² + m.g.h1 = ½.m.v² + m.g.h2
½.m.0 + m.10.20= ½.m.v² + m.10.15
0 + 200m = ½mv² + 150m
½mv² = 200m - 150m
½mv² = 50m
½v² = 50
V² = 100
V = √100
v = 10 m/ s

setiap penjelasan mengenai energi kinetik potensial dan mekanik. Mohon maaf apabila salah kata atau salah dalam penulisan.  semoga bermanfaat terima kasih.