Energi Kinetik
Setiap benda yang bergerak memiliki energi.
Ketapel yang ditarik lalu dilepaskan sehingga batu yang berada di dalam ketapel
meluncur dengan kecepatan tertentu. Batu yang bergerak tersebut memiliki
energi. Jika diarahkan pada ayam tetangga maka kemungkinan besar ayam tersebut
lemas tak berdaya akibat dihajar batu. Kendaraan beroda yang bergerak dengan
laju tertentu di jalan raya juga memiliki energi kinetik. Ketika dua buah
kendaraan yang sedang bergerak saling bertabrakan, maka bisa dipastikan
kendaraan akan digiring ke bengkel untuk diperbaiki. Kerusakan akibat tabrakan
terjadi karena kedua mobil yang pada mulanya bergerak melakukan usaha / kerja
satu terhadap lainnya. Ketika tukang bangunan memukul paku menggunakan martil,
martil yang digerakan tukang bangunan melakukan kerja pada paku.
Setiap benda yang bergerak memberikan gaya
pada benda lain dan memindahkannya sejauh jarak tertentu. Benda yang bergerak
memiliki kemampuan untuk melakukan kerja, karenanya dapat dikatakan memiliki
energi. Energi pada benda yang bergerak disebut energi kinetik. Kata kinetik
berasal dari bahasa yunani, kinetikos, yang
artinya “gerak”. ketika benda bergerak,
benda pasti memiliki kecepatan. Dengan demikian, kita dapat menyimpulkan bahwa
energi kinetik merupakan energi yang dimiliki benda karena gerakannya atau
kecepatannya.
Untuk menurunkan persamaan energi kinetik,
bayangkanlah sebuah benda bermassa m sedang bergerak pada lintasan lurus dengan
laju awal vo.
Agar
benda dipercepat beraturan sampai bergerak dengan laju v maka pada benda
tersebut harus diberikan gaya total yang konstan dan searah dengan arah gerak
benda sejauh s. Untuk itu dilakukan usaha alias kerja pada benda tersebut
sebesar W = F s. Besar gaya F = m a. Karena benda memiliki laju awal vo, laju
akhir vt dan bergerak sejauh s, maka untuk menghitung nilai percepatan a, kita
menggunakan persamaan vt2 = vo2 + 2as.Kita subtitusikan nilai percepatan a ke
dalam persamaan gaya F = m a, untuk menentukan besar
usaha : Persamaan ini menjelaskan usaha total
yang dikerjakan pada benda. Karena W = EK maka kita dapat menyimpulkan bahwa
besar energi kinetik translasi pada benda tersebut adalah : W = EK = ½ mv2
Persamaan 3 menyatakan bahwa usaha total
yang bekerja pada sebuah benda sama dengan perubahan energi kinetiknya.
Pernyataan ini merupakan prinsip usaha-energi. Prinsip usaha-energi berlaku
jika W adalah usaha total yang dilakukan oleh setiap gaya yang bekerja pada
benda. Jika usaha positif (W) bekerja pada suatu benda, maka energi kinetiknya
bertambah sesuai dengan besar usaha positif tersebut (W). Jika usaha (W) yang
dilakukan pada benda bernilai negatif, maka energi kinetik benda tersebut
berkurang sebesar W. Dapat dikatakan bahwa gaya total yang diberikan pada benda
di mana arahnya berlawanan dengan arah gerak benda, maka gaya total tersebut
mengurangi laju dan energi kinetik benda. Jika besar usaha total yang dilakukan
pada benda adalah nol, maka besar energi kinetik benda tetap (laju benda
konstan).
