13 Contoh Soal Energi Kinetik dan Jawabannya, Pelajari Yuk!

JAKARTA, iNews.id - Contoh soal energi kinetik berikut dapat digunakan sebagai latihan untuk persiapan ujian sekolah, olimpiade fisika, atau tes masuk perguruan tinggi. Namun sebelum itu, perlu diketahui bahwa energi kinetik merupakan salah satu konsep penting dalam fisika yang berkaitan dengan energi yang dimiliki suatu benda karena geraknya.

Konsep ini sering dijumpai dalam berbagai aspek kehidupan, mulai dari pergerakan benda-benda di sekitar kita hingga pergerakan planet-planet di tata surya.

Memahami konsep energi kinetik sangat penting untuk mempelajari berbagai fenomena fisika dan menyelesaikan berbagai soal yang berkaitan dengan gerak benda.

Berikut ini adalah 13 contoh soal energi kinetik dan jawabannya, yang dilansir iNews.id dari berbagai sumber, Senin (11/3/2024).

13 Contoh Soal Energi Kinetik

1. Seekor gajah bermassa 5 ton bergerak dengan kecepatan 7 m/s. Berapakah energi kinetik gajah tersebut?

Jawab:
Ek = 1/2 mv2
Ek = 1/2 (5000 kg) (7 m/s)2
Ek = 1/2 (5000) (49)
Ek = 122.500 J

2. Sebuah minibus bermassa 350 kg bergerak dengan kecepatan 72 km/jam. Berapakah energi kinetik minibus tersebut?

Jawab:
Ek = 1/2 mv2
Ek = 1/2 (350) (20 m/s)2
Ek = 1/2 (350) (400)
Ek = 70.000 J

3. Besar energi mekanik pada benda yang jatuh bebas adalah 168 Joule. Besar energi kinetik saat energi potensialnya 68 Joule adalah

Jawab:

EM = EP + EK
168 = 68 + EK
EK = 168-68
EK = 100 Joule

4. Sebuah mobil dengan massa 1.000 kg bergerak dengan kecepatan 36 m/s. Hitunglah energi kinetik mobil tersebut!

Jawab:
Ek = 1/2 mv2
Ek = 1/2 (1000 kg) (36 m/s)2
Ek = 648.000 J

5. Sebuah bola golf dengan massa 0,045 kg bergerak dengan kecepatan 50 m/s. Berapa besar energi kinetiknya?

Jawab:

Ek = 1/2 mv2
Ek = 1/2 mv2 (0,045 kg) (50 m/s)2
Ek = 56,25 J

6. Sebuah mobil balap dengan massa 800 kg bergerak dengan kecepatan 72 m/s. Jika mobil tersebut berhenti dalam jarak 100 m, berapa energi kinetiknya yang hilang dalam proses pengereman?

Jawab:

Energi kinetik awal (Ekawal) sebelum pengereman adalah:
Ekawal = 1/2 mv2
Ekawal = 1/2 (800 kg) (72 m/s)2
Ekawal = 2.073.600 J

Setelah berhenti, energi kinetiknya (Ekakhir) adalah nol.

Jadi, energi kinetik yang hilang adalah:

Energi hilang = Ekawal Ekakhir
Energi hilang = 2.073.600 J 0
Energi hilang = 2.073.600 J

7. Sebuah benda dengan massa 2 kg dilempar vertikal ke atas dengan kecepatan 20 m/s. Coba hitung tinggi maksimum benda yang dilempar vertikal tersebut

Jawab:

Tinggi maksimum (h) dapat dihitung menggunakan energi mekanik (Emekanik) awal dan akhir benda:

Emekanik awal = Emekanik akhir
Emekanik awal = Ekinetik awal + Epotensial awal
Emekanik akhir = Ekinetik akhir + Epotensial akhir

Ketika benda mencapai tinggi maksimum, kecepatannya menjadi nol, sehingga:

Ekawal = 1/2 mv2
Ekawal = 1/2 (2 kg) (20 m/s)2
Ekawal = 400 J

Ekinetik akhir = 0 J (karena kecepatan nol)

Maka, Emekanik awal = Ekinetik awal + Epotensial awal
Epotensial awal = Emekanik awal Ekinetik awal
Epotensial awal = 400 J

Energi potensial gravitasi (Ep) dapat dihitung dengan rumus:

Ep = m.g.h

Dengan m adalah massa benda, g adalah percepatan gravitasi bumi, dan h adalah tinggi. Jika ingin mencari tinggi (h), jadi nilai Ep dapat diganti dengan hasil sebelumnya:

400 J = 2 kg x 9,8 m/s2 x h
400 J = 19,6 kg m/s2 x h
h = 400 J / (19,6 kg m/s2)
h 20,41 m

8. Sebuah mobil dengan massa 1.200 kg bergerak dengan kecepatan 25 m/s. Jika energi kinetik mobil tersebut digandakan, berapa kecepatan mobil tersebut?

Jawab:

Rumus energi kinetik (Ek) untuk mencari kecepatan (v) yang baru setelah energi kinetiknya digandakan:

Ekbaru = 2 x Ekawal
1/2 mv_baru2 = 2 x (1/2 x m x v_awal2)

m dan 1/2 dapat dieliminasi dari kedua sisi persamaan, sehingga:

vbaru2 = 4 x vawal2
vbaru = 2 x vawal
vbaru = 2 x 25 m/s
vbaru = 50 m/s

9. Sebuah sepeda motor dengan massa 50 kg dikendarai oleh pengendara yang bermassa 50 kg melaju dengan kecepatan 30 m/s. Maka energi kinetik dari sepeda motor tersebut adalah

Jawab:

Ek = 1/2 (m1 + m2) v2
Ek = 1/2 (50 + 50) 30^2
Ek = 1/2 (100) (900)
Ek = 45.000 J

10. Mobil dengan massa 1.500 kg memiliki kecepatan 72 km/jam. Berapa besar energi kinetik mobil tersebut dalam satuan Joule?

Jawab:

1 km/jam = 1000 m/3600
s 0.278 m/s
Jadi, kecepatan mobil dalam satuan m/s adalah 0.278 * 72 20 m/s.

Selanjutnya, menghitung energi kinetik:

Ek = 1/2 mv2
Ek = 1/2 (1500 kg) (20 m/s)2
Ek = 300.000 J

11. Sebuah objek dengan massa 10 kg awalnya diam dan kemudian didorong dengan kekuatan 100 N selama 5 detik. Berapa besar energi kinetik objek tersebut setelah 5 detik?

Jawab:

Menghitung percepatan objek dengan hukum kedua Newton:

F = m x a
100 N = 10 kg x a
a = 10 m/s2

Selanjutnya, menghitung perubahan kecepatan objek selama 5 detik dengan menggunakan rumus kecepatan:

v = a x t
v = 10 m/s2 x 5 s
v = 50 m/s

Terakhir, menghitung energi kinetik dengan rumus:

Ek = 1/2 mv2
Ek = 1/2 (10 kg) (50 m/s)2
Ek = 12,500 J

12. Mobil A bermassa m bergerak dengan kecepatan v memiliki EK sebesar 80 kJ. Mobil B bermassa 12 m bergerak dengan kecepatan 2v. Selesaikan dengan cara menghitung EK mobil B adalah sebesar.

Jawab:

TA =12mv2
mv2 =2TA
mv2 =160 kJ

Sehingga besar EK mobil B adalah
TB = 1/2mv2
TB =1/2 x 1/2 m4v2
TB = 160 kJ

13. Sebuah bola dengan massa 500 gram bergerak dengan kecepatan 4 m/s. Maka energi kinetik benda tersebut adalah .

Jawab:
Ek = 1/2 mv2
Ek = 1/2 (0,5) (4)
Ek = 4

Itulah 13 contoh soal energi kinetik dan jawabannya. Selamat belajar.