11 Contoh Soal Energi Kinetik beserta Jawabannya untuk Bahan Belajar Siswa SMA Kelas 10

11 Contoh Soal Energi Kinetik beserta Jawabannya untuk Bahan Belajar Siswa SMA Kelas 10 — Pada kelas 10 ini, kamu akan menemui konsep energi kinetik.

Pada bab usaha dan energi, kamu akan menemui konsep energi kinetik yang dalam penerapannya dapat berkaitan dengan usaha, energi potensial maupun energi mekanik.

Karena penerapannya pada soal yang cukup menantang, maka Mamikos dengan senang hati menghadirkan artikel contoh soal energi kinetik beserta jawabannya berikut untuk membantumu. Simak, ya!

Berikut Contoh Soal Energi Kinetik beserta Jawabannya

Sebelum menyimak contoh soal energi kinetik beserta jawabannya, ada baiknya kita ingat-ingat lagi dulu yuk pembahasan penting dan rumus energi kinetik pada materi fisika kelas 10.

Energi kinetik merupakan energi yang berhubungan dengan gerakan yang dialami benda.

Dalam fisika, energi kinetik didefinisikan sebagai energi yang dimiliki oleh suatu benda karena benda tersebut bergerak dengan kecepatan tertentu.

Energi Kinetik

Energi kinetik bergantung pada dua faktor utama, yaitu massa benda (m) dan kecepatan benda (v), dan dapat dihitung dengan rumus berikut:

Energi Kinetik (KE) =  * m * v²

Dalam rumus tersebut:

• KE adalah energi kinetik dalam satuan joule (J).
• m merupakan massa benda yang biasanya menggunakan satuan kilogram (kg).
• v merupakan kecepatan sebuah benda yang memiliki satuan meter per detik (m/s).

Pemahaman tentang energi kinetik adalah dasar penting dalam memahami berbagai fenomena fisika, termasuk pergerakan benda, kinematika, dan berbagai aspek mekanika dalam ilmu fisika.

Energi Potensial Gravitasi

Energi potensial gravitasi adalah bentuk energi yang terkait dengan posisi suatu benda dalam medan gravitasi, seperti medan gravitasi bumi.

Energi potensial gravitasi adalah energi yang dimiliki oleh benda karena posisinya di atas atau di bawah permukaan bumi.

Ketika benda terangkat atau ditinggikan dari permukaan bumi, energi potensial gravitasi meningkat, dan ketika benda diturunkan atau lebih dekat ke permukaan bumi, energi potensial gravitasi menurun.

Rumus untuk menghitung energi potensial gravitasi adalah sebagai berikut:

Ep=m⋅g⋅h

Dalam rumus tersebut:

• Ep merupakan energi potensial gravitasi yang biasanya disajikan dalam satuan joule (J).
• m merupakan massa benda yang biasanya menggunakan satuan kilogram (kg).
• g adalah percepatan gravitasi, yang biasanya memiliki nilai sekitar 9,81 m/s29,81m/s2 di permukaan bumi, tetapi dapat bervariasi tergantung pada lokasi.
• h adalah ketinggian benda di atas permukaan bumi dalam meter (m)

Hubungan Usaha dan Energi Kinetik

Konsep hubungan usaha dan energi kinetik kerap muncul juga dalam contoh soal energi kinetik beserta jawabannya. Untuk itu, kita perdalam lagi yuk pemahaman terkait hal ini.

Usaha yang dilakukan pada suatu benda dapat mengubah jumlah energi yang dimilikinya, termasuk energi kinetik.

Konsep hubungan antara usaha dan perubahan energi kinetik dijelaskan oleh Teorema Kerja-Energi.

Teorema ini menyatakan bahwa usaha yang dilakukan pada benda sama dengan perubahan energi kinetik benda tersebut.

Rumus Teorema Kerja-Energi adalah sebagai berikut:

W=ΔKE

Dalam rumus tersebut:

• W adalah usaha yang dilakukan pada benda dalam satuan joule (J).
• ΔKE adalah perubahan energi kinetik benda dalam satuan joule (J).

Jadi, jika Anda ingin mengetahui berapa usaha yang diperlukan untuk mengubah energi kinetik suatu benda dari satu keadaan ke keadaan lain, kamu dapat menggunakan rumus di atas.

Perubahan energi kinetik (ΔKE) dapat dihitung dengan mengurangkan energi kinetik awal dari energi kinetik akhir.

ΔKE=KE_akhir−KE_awal

Saat usaha yang dilakukan pada benda positif, itu berarti energi kinetik benda meningkat.

Sebaliknya, jika usaha yang dilakukan pada benda negatif, itu berarti energi kinetik benda berkurang.

Nah, karena konsep dasarnya sudah kita pelajari. Yuk, langsung saja kita lanjutkan ke contoh soal energi kinetik beserta jawabannya di bawah ini!

Contoh Soal Energi Kinetik beserta Jawabannya Bagian 1

Di bawah ini Mamikos hadirkan contoh soal energi kinetik beserta jawabannya untuk perhitungan dasar yang simpel. Nantinya, level soal akan naik sedikit demi sedikit. Yuk, kerjakan!

Contoh Soal 1

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

Jawaban:

KE = * m * v²

KE = * 1000 kg * (36 m/s)²

KE = 648,000 J (joule)

Contoh Soal 2

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

Jawaban:

Energi kinetik (KE) dapat dihitung dengan rumus yang sama seperti sebelumnya:

KE = * m * v²

KE = * 0,045 kg * (50 m/s)²

KE = 56,25 J

Contoh Soal 3

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?

Jawaban:

Energi kinetik awal (KE_awal) sebelum pengereman adalah:

KE_awal = * m * v²

KE_awal = 1/2 * 800 kg * (72 m/s)²

KE_awal = 2073600 J

Setelah berhenti, energi kinetiknya (KE_akhir) adalah nol.

Jadi, energi kinetik yang hilang adalah:

Energi hilang = KE_awal – KE_akhir

Energi hilang = 2073600 J – 0

Energi hilang = 2073600 J

Contoh Soal Energi Kinetik beserta Jawabannya Bagian 2

Contoh Soal 4

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

Jawaban:

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

E_{mekanik awal} = E_{mekanik akhir}

E_{mekanik awal} = E_{kinetik awal} + E_{potensial awal}

E_{mekanik akhir} = E_{kinetik akhir} + E_{potensial akhir}

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

E_{kinetik awal} = * m * v²

E_{kinetik awal} = 1/2 * 2 kg * (20 m/s)²

E_{kinetik awal} = 400 J

E_{kinetik akhir} = 0 J (karena kecepatan nol)

Maka, E_{mekanik awal} = E_{kinetik awal} + E_{potensial awal}

E_{potensial awal} = E_{mekanik awal} – E_{kinetik awal}

E_{potensial awal} = 400 J

Kita tahu bahwa 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. Kita ingin mencari tinggi (h), jadi kita dapat mengganti nilai Ep dengan hasil sebelumnya:

400 J = 2 kg * 9,8 m/s² * h

400 J = 19,6 kg m/s² * h

h = 400 J / (19,6 kg m/s²)

h ≈ 20,41 m

Contoh Soal Energi Kinetik beserta Jawabannya Bagian 3

Contoh Soal 5

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

Jawaban:

Kita dapat menggunakan rumus energi kinetik (KE) untuk mencari kecepatan (v) yang baru setelah energi kinetiknya digandakan:

KEbaru = 2 * KE_awal

1/2 * m * v__baru² = 2 * (1/2 * m * v__awal²)

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

v^baru2 = 4 * v_awal²

v_baru = 2 * v_awal

v_baru = 2 * 25 m/s

v_baru = 50 m/s

Contoh Soal 6

Sebuah mobil dengan massa 2000 kg bergerak dengan kecepatan 40 m/s. Berapa jarak pengereman minimum yang diperlukan agar mobil berhenti sepenuhnya jika percepatan pengereman adalah -5 m/s²?

Jawaban:

Pertama, kita harus mencari energi kinetik awal mobil:

KE_awal = * m * v²

KE_awal = * 2000 kg * (40 m/s)²

KE_awal = 1,6 x 10^6 J

Kemudian, kita akan mencari jarak pengereman minimum dengan menggunakan rumus berikut:

KE_awal = * m * v_pengereman²

1,6 x 10^6 J = * 2000 kg * v_pengereman²

v_pengereman² = (2 * 1,6 x 10^6 J) / (2000 kg)

v_pengereman² = 1600 m²/s²

v_pengereman = √(1600 m²/s²)

v_pengereman = 40 m/s

Selanjutnya, kita dapat menggunakan rumus jarak (s) untuk menghitung jarak pengereman:

s = (v_awal² – v__akhir²) / (2 * a)

s = (40 m/s)² / (2 * -5 m/s²)

s = 320 m

Contoh Soal Energi Kinetik beserta Jawabannya Bagian 4

Contoh Soal 7

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

Jawaban:

Pertama, kita perlu mengubah kecepatan ke satuan meter per detik (m/s).

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, kita dapat menghitung energi kinetik:

KE = * m * v²

KE = * 1500 kg * (20 m/s)²

KE = 300,000 J

Contoh Soal 8

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?

Jawaban:

Pertama, kita dapat menghitung percepatan objek dengan hukum kedua Newton:

F = m * a

100 N = 10 kg * a

a = 10 m/s²

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

v = at

v = 10 m/s² * 5 s

v = 50 m/s

Terakhir, kita dapat menghitung energi kinetik dengan rumus:

KE = * m * v²

KE = * 10 kg * (50 m/s)²

KE = 12,500 J

Contoh Soal Energi Kinetik beserta Jawabannya Bagian 5

Contoh Soal 9

Mobil memiliki massa 1.000 kg saat ini sedang bergerak pada kecepatan 20 m/s. Hitunglah energi kinetik mobil tersebut dan usaha yang diperlukan untuk mempercepat mobil ini dari keadaan diam menjadi mencapai kecepatan tersebut.

Jawaban:

Energi kinetik mobil dapat dihitung dengan rumus:

KE=1/2mv²

KE =1/2×1000 kg×(20 m/s)²

KE =200,000 

Usaha yang diperlukan untuk mempercepat mobil dari keadaan diam menjadi mencapai kecepatan 20 m/s adalah sama dengan perubahan energi kinetiknya:

W=ΔKE

W =KE_akhir−KE_awal

W =200.000 J−0 J

W=200.000 Joule

Contoh Soal 10

Sebuah benda dengan massa 2 kg memiliki energi kinetik sebesar 80 Joule. Berapa kecepatan benda tersebut?

Jawaban:

KE=1/2mv²

80 Joule=1/2×2kg×v²

v=√80m²/s²

v=4m/s

Jadi, kecepatan benda tersebut adalah 4 m/s.

Contoh Soal 11

Sebuah mobil dengan kecepatan 30 m/s memiliki energi kinetik sebesar 9.000 Joule. Berapa massa mobil tersebut?

Jawaban:

KE=1/2mv² 

9000 Joule=1/2×m×(30m/s)²

m=2×9000 Joule/(30 m/s)²

m=20kg

Jadi, massa mobil tersebut adalah 20 kg.

Nah, itulah 11 contoh soal energi kinetik beserta jawabannya yang sudah Mamikos himpun untuk bahan pembelajaran siswa kelas 10 SMA.

Bagaimana soal-soal di atas apakah kamu bisa mengejakan semuanya? Jika iya, selamat, kamu sudah menguasai materi ini dengan baik.

Jika belum, kamu masih bisa berlatih lewat contoh soal energi kinetik beserta jawabannya yang lain yang ada di blog ini, ya.

Penutup

Demikianlah 11 contoh soal energi kinetik beserta jawabannya yang sudah Mamikos hadirkan untuk menambah pemahamanmu tentang konsep energi kinetik.

Semoga contoh soal energi kinetik beserta jawabannya di atas dapat menambah referensi belajarmu.

Jangan lupa untuk terus belajar dan melatih pemahamanmu lewat latihan soal. Jika kamu memerlukan informasi tambahan dan latihan lain, kamu bisa menemukannya di blog ini, ya!

---

Klik dan dapatkan info kost di dekat kampus idamanmu:

Kost Dekat UGM Jogja

Kost Dekat UNPAD Jatinangor

Kost Dekat UNDIP Semarang

Kost Dekat UI Depok

Kost Dekat UB Malang

Kost Dekat Unnes Semarang

Kost Dekat UMY Jogja

Kost Dekat UNY Jogja

Kost Dekat UNS Solo

Kost Dekat ITB Bandung

Kost Dekat UMS Solo

Kost Dekat ITS Surabaya

Kost Dekat Unesa Surabaya

Kost Dekat UNAIR Surabaya

Kost Dekat UIN Jakarta