Energi Kinetik - Kapita Selekta.docx

Dwi Suprapto (F1051161036)

Energi Kinetik

1. Fakta TRIBUNJATENG.COM - Ribuan pelari

dari

Indonesia

berbagai mengikuti

daerah lomba

di lari

Semarang 10K di Kota Semarang, Minggu (16/12/2018) pagi. Kegiatan lomba lari dimulai tepat pukul

06.00

WIB

dari

halaman

Balaikota Semarang. Beberapa menit kemudian setelah lomba dimulai, terlihat ribuan peserta telah melewati gedung-gedung ikonik Kota Semarang, seperti Lawang Sewu dan Tugu Muda.

Artikel ini telah tayang di Tribunjateng.com dengan judul VIDEO SEMARANG : Ribuan Pelari Ikuti Lomba Lari Semarang 10K, http://jateng.tribunnews.com/2018/12/16/video-semarangribuan-pelari-ikuti-lomba-lari-semarang-10k. Editor: abduh imanulhaq Pertanyaan 1. Apakah pelari yang bergerak memiliki energi kinetik? 2. Bagaimana mencari besarnya energi kinetik? 3. Apakah energi kinetik berubah-ubah saat berlari? 4. Bagaimana mencari besar perubahan energi kinetiknya?

2. Konsep 1. Energi kinetik merupakan energi yang dimiliki benda karena gerakannya. 2. Secara matematis, energi kinetik diartikan sebagai ½ massa suatu benda, dikalikan dengan 1

kecepatn benda yang dikuadratkan (𝐸𝑘 = 2 𝑚𝑣 2 ). 3. Jika massa benda tetap dan gerak benda semakin cepat maka, semakin besar pula energi kinetiknya. 4. Jika kecepatannya tetap dan massa benda diperbesar maka, semakin besar pula energi kinetiknya.

Dwi Suprapto (F1051161036)

3. Prinsip 1. Menurunkan rumus energi kinetik Anggap sebutir batu bermassa 𝑚 dilempar dari titik A dengan kecepataan 𝑣𝐴 . Batu mencapai titik tertinggi di titik B yang terletak pada ketinggian ℎ. Dengan rumus gerak, kita dapat menghitung tinggi ℎ sebagai berikut: 𝑣 = 𝑣0 + 𝑎𝑡 𝑣𝐵 = 𝑣𝐴 − 𝑔𝑡 0 = 𝑣𝐴 − 𝑔𝑡 𝑣𝐴 𝑡= 𝑔 1 𝑦 = 𝑦0 + 𝑣0 𝑡 + 𝑎𝑡 2 2 1 𝑦𝐵 = 𝑦𝐴 + 𝑣𝐴 𝑡 − 𝑔𝑡 2 2 𝑣𝐴 1 𝑣𝐴 2 ℎ = 0 + 𝑣𝐴 − 𝑔 ( ) 𝑔 2 𝑔 ℎ=

1 𝑣𝐴 2 2 𝑔

Sekarang ambil acuan di titik A. Dalam hal ini energi potensial di A sama dengan nol dan energi potensial di B sama dengan 𝑚𝑔ℎ. Di titik A batu bergerak sehingga ia mempunyai energi kinetik (𝐸𝑘 )𝐴 , sedangkan di titik B batu berhenti sehingga energi kinetiknya nol. Energi totoal di titik A: 𝐸𝑑𝑖 𝑡𝑖𝑡𝑖𝑘 𝐴 = (𝐸𝑘 )𝐴 + 0 = (𝐸𝑘 )𝐴 Energi total di titik B: 𝐸𝑑𝑖 𝑡𝑖𝑡𝑖𝑘 𝐵 = 𝑚𝑔ℎ + 0 = 𝑚𝑔ℎ Jika kita abaikan gesekan udara, energi total di titik A harus sama dengan energi total di B 𝐸𝑑𝑖 𝑡𝑖𝑡𝑖𝑘 𝐴 = 𝐸𝑑𝑖 𝑡𝑖𝑡𝑖𝑘 𝐵 1 𝑣𝐴 2

(𝐸𝑘 )𝐴 = 𝑚𝑔ℎ = 𝑚𝑔 2

𝑔

1

(𝐸𝑘 )𝐴 = 2 𝑚𝑣𝐴 2 Dalam hal ini pelari yang bergerak memiliki energi kinetik yang besarnya dapat dicari menggunakan persamaan berikut: 𝐸𝑘 =

1 𝑚𝑣 2 2

Dwi Suprapto (F1051161036)

2. Hubungan Usaha dan Energi Kinetik Anggap balok bermassa 𝑚 mula-mula bergerak dengan kecepatan 𝑣0 ! Suatu gaya 𝐹 bekerja selama 𝑡 detik, menyebabkan kecepatan benda bertambah menjadi 𝑣. Menurut Hukum II Newton percepatan balok: 𝐹 𝑚 Dengan rumus gerak, kita dapat menghitung waktu yang diperlukan balok untuk mencapai 𝑎=

kecepatan 𝑣. 𝑣 = 𝑣0 + 𝑎𝑡 𝐹 𝑣 − 𝑣0 = 𝑡 𝑚 𝑚(𝑣 − 𝑣0 ) 𝑡= 𝐹 Selama 𝑡 detik ini balok telah berpindah sejauh: 1 𝑠 = 𝑠0 + 𝑣0 𝑡 + 𝑎𝑡 2 2 2

𝑚(𝑣 − 𝑣0 ) 1 𝐹 𝑚(𝑣 − 𝑣0 ) 𝑠 = 0 + 𝑣0 + ( ) 𝐹 2𝑚 𝐹

1 𝑚(𝑣 2 − 𝑣0 2 ) 𝑠= 2 𝐹 Menurut rumus usaha, besarnya usaha yang dilakukan oleh gaya 𝐹 sama dengan 𝐹 dikalikan dengan perpindahan 𝑠. 𝑊 = 𝐹. 𝑠 = 𝐹.

1 𝑚(𝑣 2 − 𝑣0 2 ) 2 𝐹

1 𝑚(𝑣 2 − 𝑣0 2 ) 2 1 1 𝑊 = 𝑚𝑣 2 − 𝑚𝑣0 2 2 2 𝑊 = (𝐸𝑘 )𝑎𝑘ℎ𝑖𝑟 − (𝐸𝑘 )𝑎𝑤𝑎𝑙 𝑊=

𝑊 = ∆𝐸𝑘 Rumus diatas menunjukkan bahwa usaha yang dihasilkan oleh suatu gaya pada sebuah benda akan menghasilkan perubahan energi kinetik pada benda tersebut. Rumus ini sering disebut sebagai rumus usaha-energi. Dalam hal ini pelari yang bergerak energi kinetiknya berubah sesuai dengan kecepatan pelari tersebut. Cara untuk mencari besar perubahannya menggunakan persamaan berikut: ∆𝐸𝑘 = (𝐸𝑘 )𝑎𝑘ℎ𝑖𝑟 − (𝐸𝑘 )𝑎𝑤𝑎𝑙

Dwi Suprapto (F1051161036)

4. Aplikasi Energi Kinetik 1. Ketika kita melempar bola, energi (usaha) yang diberikan akan digunakan untuk menggerakkan bola sehingga bola sekarang mempunyai energi gerak atau energi kinetik. Dalam hal ini berarti energi kinetik bola sama besarnya dengan usaha yang diberikan pada bola tersebut. 2. Ketika keeper menangkap bola yang datang. Ia melakukan usaha untuk menghentikan bola. Bola yang semula bergerak (mempunyai energi kinetik) sekarang diam (energi kinetiknya nol). Hal ini karena besarnya energi kinetik bola yang datang sama dengan besarnya usaha yang dilakukan keeper untuk menghentikan bola. 3. Ketika kita berlari, untuk menggerakkan tubuh kita (massa) diperlukan suatu energi (usaha) sehingga kita dapat berlari dengan kecepatan tertentu (𝑣). Besarnya energi kinetik sama dengan massa tubuh kita dikali dengan kecepatan kita berlari.

5. Prosedural Percobaan Energi Kinetik A. Alat dan bahan  2 balok (100 gr dan 200 gr)  Balok sandaran (15 cm)  Papan luncur licin (1 m)  Stopwatch B. Skema kerja / cara kerja 1. Letakkan salah satu ujung papan luncur ke atas balok sandaran dan ujung satu lagi ke atas meja sehingga terbentuk bidang miring 2. Timbang kedua balok 3. Letakkan balok 100 gr di atas ujung bidang miring dan lepaskan, sehingga meluncur ke dasar bidang miring 4. Catat waktu menggunakan stopwatch 5. Catat ke dalam tabel pengamatan 6. Lakukan sebanyak 3 kali 7. Ulangi langkah 3-6 dengan balok 200 gr C. Hasil pengamatan a. Pengamatan dengan balok 100 gr No Waktu (𝑡) Panjang papan luncur (𝑠) Kecepatan (𝑣) Energi kinetik (𝐸𝑘 ) 1 1m 2 1m 3 1m 1m 𝑥̅

Dwi Suprapto (F1051161036)

b. Pengamatan dengan balok 200 gr No Waktu (𝑡) Panjang papan luncur (𝑠) Kecepatan (𝑣) Energi kinetik (𝐸𝑘 ) 1 1m 2 1m 3 1m 1m 𝑥̅

Referensi: Artikel ini telah tayang di Tribunjateng.com dengan judul VIDEO SEMARANG : Ribuan Pelari Ikuti Lomba Lari Semarang 10K, http://jateng.tribunnews.com/2018/12/16/video-semarangribuan-pelari-ikuti-lomba-lari-semarang-10k. Editor: abduh imanulhaq Surya, Yohanes. 2009. Mekanika dan Fluida Buku 1. Tangerang: PT Kandel.