Energi Kinetik Pada Titik Tertinggi Gerak Parabola

Energi kinetik ialah energi yang dimiliki oleh suatu benda yang bergerak. Besar energi kinetik suatu benda bergantung pada massa dan kecepatan benda tersebut. Energi kinetik seimbang atau berbanding lurus dengan massa dan kuadrat kecepatan. Artinya , kian besar massa dan kecepatan benda , maka kian besar pula energi kinetiknya. Sebaliknya , kian kecil massa dan kecepatan benda , maka kian kecil pula energi kinetik benda tersebut. Sesuai dengan namanya , energi kinetik cuma kita temui pada benda yang mempunyai kecepatan. Benda yang membisu atau tidak bergerak tak mempunyai energi kinetik alasannya yakni kecepatannya sama dengan nol sehingga energi kinetiknya juga sama dengan nol. Pada peluang ini , bahanbelajarsekolah.blogspot.com membahas besar energi kinetik pada gerak parabola.

Seperti yang sudah dibahas sebelumnya , pada gerak parabola terdapat dua jenis gerak lurus , yakni gerak lurus beraturan (GLB) dan gerak lurus berubah beraturan. Pada gerak parabola , benda bergerak GLB pada sumbu horizontal dan bergerak GLBB dalam arah vertikal.

Itu bermakna , untuk menganalisis gerak parabola kita sanggup menguraikan gerak benda menjadi GLB dan GLBB. Gerak lurus berubah beraturan berbincang adanya pergantian ketinggian sedangkan gerak lurus beraturan berbincang jarak mendatar yang ditempuh.

Nah , dengan penguraian tersebut maka sanggup kita pastikan beberapa spot atau titik pada gerak parabola yang biasa ditanya dalam soal , yaitu:
1. Titik permulaan : posisi permulaan benda bergerak
2. Titik puncak : titik tertinggi yang diraih benda
3. Titik terjauh : jarak maksimum yang ditempuh benda

Untuk lebih terang perihal titik permulaan , klimaks , dan titik terjauh , amati gambar di bawah ini.

Pada gambar di atas terang terlihat bahwa titik permulaan , klimaks , dan titik terjauh masing-masing diwakilkan oleh titik A , B , dan C. Pada masing-masing titik juga mempunyai kecepatan yang sudah diuraikan dalam arah horizontal dan arah vertikal (Vx dan Vy).

Rumus Energi Kinetik pada Gerak Parabola

Sebelumnya kita sudah membagi lintasan gerak parabola menjadi tiga spot yakni titik permulaan , klimaks , dan titik terjauh. Dengan demikian , maka akan ada tiga kondisi yang sanggup kita pastikan energi kinetiknya , yaitu:
1. Energi kinetik permulaan : energi kinetik pada titik awal
2. Energi kinetik puncak : energi kinetik pada titik tertinggi
3. Energi kinetik tamat : energi kinetik pada jarak terjauh

Sebelum membahas energi kinetik pada gerak parabola , ada baiknya kita mengingat kembali rumus energi kinetik benda secara umum. Besar energi kinetik suatu benda yang mempunyai kecepatan v dan massa m sanggup dijumlah dengan rumus berikut:

Ek = ½ m.v2

Keterangan :
Ek = energi kinetik benda (J)
V = kecepatan benda (m/s)
m = massa benda (kg)

#1 Eenergi Kinetik Awal
Ketika suatu benda bermassa m diberi kecepatan permulaan Vo dengan kemiringan atau sudut elevasi θ ,maka energi kinetik mula-mula yang dimiliki benda tersebut bergantung pada besar massa dan kecepatan awalnya.

Eko = ½ m.vo2

Keterangan :
Ek_o = energi kinetik mula-mula (J)
V_o = kecepatan permulaan benda (m/s)
m = massa benda (kg)

Contoh Soal :
Sebuah benda dilempar dengan kecepatan permulaan 20 m/s dan kemiringan 30^o. Jika massa benda tersebut sama dengan 2 kg , maka tentukanlah energi kinetik mula-mula benda!

Pembahasan :
Dik : m = 2 kg , Vo = 10 m/s
Dit : Eko = ….?

Besar energi kinetik mula-mula benda
⇒ Ek_o = ½ m.v_o²
⇒ Ek_o = ½ (2).(10)²
⇒ Ek_o = 100 J

Jadi , energi kinetik permulaan benda itu yakni 100 Joule.

#2 Energi Kinetik Puncak
Ketika benda bergerak parabola dan meraih titik tertinggi atau ketinggian maksimum (h max) , maka kecepatan benda akan sama dengan kecepatan mulanya dalam arah horizontal (Vox).

Ingat bahwa di saat benda meraih titik tertinggi , maka besar kecepatan benda dalam arah vertikal akan sama dengan nol (Vy = 0) sedangkan kecepatan dalam arah horizontal tetap (Vx = Vox). Karena Vy = 0 , maka kecepatan benda sama pada titik tertinggi sama dengan kecepatan permulaan dalam arah horizontal (V = Vox).

Dengan demikian , besar energi kinetik pada titik tertinggidapat dijumlah dengan rumus:

Ekp = ½ m.v2 = ½ m.vox2

Ekp = ½ m.vo2 cos2 θ

Keterangan :
Ek_p = energi kinetik pada titik tertinggi (J)
Vo = kecepatan permulaan benda (m/s)
V = kecepatan benda pada titik tertinggi (m/s)
V_ox = kecepatan permulaan benda dalam arah horizontal (m/s)
m = massa benda (kg)

Contoh Soal 1 :
Sebuah benda bermassa 1 kg dilempar dengan kecepatan permulaan 20 m/s dan kemiringan 60^o. Hitunglah energi kinetik benda di saat benda meraih titik tertinggi!

Pembahasan :
Dik : m = 1kg , Vo = 20 m/s ,  θ = 60^o
Dit : Ekp = … ?

Energi kinetik pada titik tertinggi
⇒ Ek_p = ½ m.v_o² cos² θ
⇒ Ek_p = ½ (1).(20)² (cos 60^o)²
⇒ Ek_p = ½ (1).(400).(¼)
⇒ Ek_p = 50 J

Jadi , energi kinetik benda pada titik tertinggi yakni 50 Joule.

#3 Energi Kinetik Akhir 
Pada titik terjauh atau titik tamat , ada dua kondisi yang sanggup kita analisis , yaitu:
1. Energi kinetik sehabis berhenti
2. Energi kinetik sesaat sebelum berhenti

Ketika benda menjamah tanah dan berhenti , maka kecepatan benda sama dengan nol. Karena kecepatannya nol , maka energi kinetik tamat benda juga sama dengan nol.

Untuk kondisi kedua , yakni sesaat sebelum menjamah tanah , benda masih mempunyai kecepatan sesaat sebesar V. Besar kecepatan sesaat sebelum menjamah tanah sanggup dijumlah dengan rumus berikut:

v2 = vx2 + vy2

Keterangan :
V = kecepatan benda pada titik tamat (m/s)
Vx = kecepatan benda dalam arah horizontal (m/s)
Vx = kecepatan benda dalam arah vertikal (m/s)

Dengan demikian , energi kinetiknya sanggup dijumlah dengan rumus:

Ek = ½ m.v2

Keterangan :
Ek = energi kinetik tamat sebelum berhenti (J)
V = kecepatan tamat benda (m/s)
m = massa benda (kg)