Energi kinetik adalah energi yang dimiliki sebuah objek oleh karena gerakan objek tersebut. Energi ini didefinisikan sebagai usaha yang dibutuhkan untuk menggerakan sebuah objek dari keadaan diam sampai memiliki kecepatan tertentu. Energi ini merupakan energi ekstra yang didapatkan objek tersebut karena usaha yang telah dilakukan untuk mempercepat objek tersebut.
Karena berhubungan erat dengan pergerakan, selalu terdapat kecepatan dalam rumus energi kinetik. Kata 'kinetik' itu sendiri diambil dari kata Yunani 'κίνησις' (Kinesis) yang berarti gerakan.
Terdapat dua mekanika yang akan Anda pelajari, mekanika Newton klasik dan mekanika relativistik. Mekanika relativistik adalah bentuk akurat dari mekanika yang menggantikan mekanika Newton, karena mekanika Newton hanya berguna ketika kecepatan suatu objek jauh lebih kecil dari kecepatan cahaya.
Rumus Energi Kinetik Titik Massa atau Benda Tegar
Rumus untuk sebuah titik massa atau benda tegar yang bergerak dengan kecepatan non-relativistik (kecepatan jauh lebih kecil dari kecepatan cahaya) antara lain:
Ek = ½ x m v2
'm' disini merupakan massa dari titik massa atau benda tegar, 'v' adalah kecepatan bergeraknya. Satuan unit untuk energi adalah 'Joule'. Agar dapat lebih mudah dimengerti akan saya jelaskan dengan contoh soal berikut:
Sebuah objek dengan massa 80 kg bergerak dengan kecepatan 40 m/s. Untuk menghitung nilai energi objek tersebut, Anda perlu memasukkan nilai kecepatan dan massa pada rumus diatas.
Ek = ½ x m v2 = ½ x 80 kg x 40 m/s x 40 m/s = 64000 Joule
Rumus yang sama juga dapat ditulis dengan menggunakan momentum 'p'. Karena diketahui bahwa:
p = m x v
maka didapatkan rumus:
Ek = p2 / 2m
Dimana 'p' merupakan momentum dan 'm' merupakan massa objek tersebut.
Energi Kinetik Rotasi
Jika suatu objek tidak bergerak secara linear, melainkan berotasi, maka rumus diatas tidak dapat digunakan untuk menghitung energi kinetik. Rumus untuk objek yang berotasi antara lain:
Er = ½ x I x ω2
'I' disini merupakan momen inersia dan ω adalah kecepatan sudut. Karena itulah, untuk menghitung energi kinetik objek berotasi Anda perlu mengetahui momen inersia dan kecepatan sudutnya.
Energi Kinetik Relativistik
Jika Anda berurusan dengan objek yang bergerak dengan kecepatan relativistik, maka rumus diatas yang berdasarkan mekanika Newton klasik tidak dapat digunakan. Rumus yang dapat Anda gunakan antara lain:
Ek = m γ c2 - mc2
Dimana γ = 1/(√(1-v2/ c2), 'c' adalah kecepatan cahaya, serta 'm' adalah massa objek.
