Konsep Energi Kinetik, Potensial & Mekanik dalam Permainan Badminton | Fisika Kelas 7

Artikel Fisika kelas 7 ini akan membahas mengenai konsep energi kinetik, energi potensial, dan energi mekanik dengan contoh kasus sehari-hari, yaitu permainan badminton. Penasaran? Yuk, baca sampai habis!

Seperti yang sudah disebutkan di atas, ada tiga jenis energi yang digunakan dalam permainan badminton, yaitu energi kinetik, energi potensial, dan energi mekanik.

Baca Juga: Pahami Macam-Macam Energi dan Perubahannya, Yuk!

Energi Kinetik

Energi kinetik adalah energi yang dimiliki oleh suatu benda bermassa karena geraknya. Dalam permainan badminton, salah satu bentuk energi kinetik adalah energi yang dimiliki shuttlecock saat terbang ke arah lawan. Selain di permainan badminton, contoh energi kinetik dapat ditemukan pada kehidupan sehari-hari yang lain, seperti:

• Planet yang bergerak mengelilingi matahari.
• Bulan yang bergerak mengelilingi Bumi.
• Kendaraan yang melaju di lintasan lurus.
• Elektron yang bergerak mengelilingi inti.
• Bola yang menggelinding, dsb …

Nah, energi kinetik dapat dihitung dengan cara:

Contoh Soal:

Sebuah mobil bermasa 2 ton bergerak dengan kecepatan 6 m/s. Berapakah energi kinetik mobil tersebut?

Pembahasan:

Diketahui:

m = 2 ton = 2000 kg (jangan lupa konversikan ke dalam satuan SI!)

v = 6 m/s

Ditanya: EK …?

Jawab: Kita langsung gunakan rumus energi kinetik di atas ya.

Jadi, energi kinetik yang dihasilkan oleh mobil tersebut adalah sebesar 36000 J.

Energi Potensial

Energi potensial adalah energi yang dimiliki oleh suatu benda karena ketinggian atau posisinya terhadap titik acuan. Kunci dari energi potensial ini adalah semakin tinggi posisi benda, maka semakin besar juga energi potensialnya.

Nah, dalam permainan badminton, energi potensialnya berupa energi yang dimiliki oleh shuttlecock ketika ada di ketinggian tertentu terhadap titik acuan. Titik acuannya bisa berupa tanah ataupun raket, ya. Jadi, semakin tinggi posisi shuttlecock-nya di udara, maka semakin besar juga energi potensialnya!

Contoh energi potensial dalam kasus kehidupan sehari-hari juga ada banyak, loh! Di antaranya:

• Benda yang jatuh ke tanah dari ketinggian tertentu.
• Tali busur/ketapel yang ditarik ke belakang.
• Bola yang menggelinding menuruni lereng.
• Blon penuh udara.
• Ayunan, trampolin, batu baterai, dsb …

Penghitungan energi potensial bisa dicari  dengan cara:

Contoh Soal:

Sebuah kok berada di atas ketinggian 3 m dari atas tanah. Jika massa kok tersebut adalah 0,005 kg, dan percepatan gravitasi 10 m/s², besar energi potensial kok terhadap permukaan tanah adalah …

Pembahasan:

Diketahui:

h = 3 m

m = 0,005 kg

g = 10 m/s²

Ditanya: EP …?

Jawab: Menggunakan rumus energi potensial di atas, didapat perhitungan sebagai berikut:

Jadi, energi potensial kok terhadap permukaan tanah adalah sebesar 0,15 J.

Baca Juga: Belajar Macam-Macam Sifat dan Perubahan Bentuk Zat, Yuk!

Energi Mekanik

Energi yang terakhir adalah energi mekanik. Energi mekanik adalah jumlah energi kinetik dan energi potensial dalam suatu benda yang digunakan untuk melakukan usaha. Dengan kata lain, energi dalam suatu benda karena gerakan, atau posisi, atau keduanya.

Contoh dari energi mekanik dalam permainan badminton adalah kegiatan service. Mulai dari pemain memukul bola (mengeluarkan energi kinetik), lalu shuttlecock terbang melambung (energi potensial), sampai kok jatuh ke lapangan lawan.

Tidak hanya dalam olahraga badminton, kegiatan sehari-hari kita juga menggunakan energi mekanik kok. Contoh energi mekanik di kehidupan sehari-hari antara lain:

• Menutup pintu rumah.
• Bermain bola basket.
• Abang-abang ojek yang lagi dorong motor mogok.
• Kincir angin.
• Pembangkit listrik tenaga air, dsb …

Energi mekanik dapat dicari dengan rumus sebagai berikut:

Misalnya, sebuah bola memiliki energi kinetik (EK) sebesar 10 J dan energi potensial (EP) sebesar 5 J. Maka, besar energi mekaniknya (EM) adalah:

EM = EP + EK

EM = 5 J + 10 J = 15 J.

Nah, yang perlu kamu perhatikan, energi mekanik nilainya akan selalu tetap selama hanya gaya gravitasi yang bekerja pada benda tersebut. Hal ini disebut sebagai Hukum Kekekalan Energi Mekanik. Bingung, enggak?

Oke, sebagai contoh, energi kinetik sebuah benda di titik A sebesar 5 J. Energi potensial sebuah benda di titik A sebesar 2 J. Maka, energi mekanik sebuah benda di titik A akan sebesar 5 J + 2 J = 7 J. Energi mekanik benda tersebut di titik B dan C akan bernilai sama, yaitu sebesar 7 J selama hanya ada gaya gravitasi yang bekerja.

EM_A = EM_B = EM_C

EK_A ≠ EK_B ≠ EK_C

EP_A ≠ EP_B ≠ EP_C

Tapi, bisa jadi energi potensial dan energi kinetik benda tersebut di titik B dan C nilainya berubah. Ingat! yang tetap sama adalah nilai energi mekaniknya saja, ya.

Contoh Soal:

Sebuah kelapa dengan massa 2 kg jatuh bebas di ketinggian 5 m dari titik A ke C. Kecepatan mula-mula kelapa tersebut adalah v_A = 0 m/s. Jika jarak dari titik B ke C adalah sebesar 3 m, tentukan energi kinetik buah kelapa tersebut di titik B dan C!

Pembahasan:

Diketahui:

m = 2 kg

v_A = 0 m/s

h_A = 5 m

h_B = 3 m

h_C = 0 m

Ditanya: EK_B dan EK_C …?

Jawab:

Kita cari energi kinetik buah kelapa di titik B dulu ya. Kita bisa gunakan rumus Hukum Kekekalan Energi Mekanik yang sudah dijelaskan di atas tadi. Sehingga,

Diperoleh energi kinetik buah kelapa di titik B yaitu sebesar 40 J.

Nah, supaya kamu semakin paham dengan materi kali ini, coba kerjakan sendiri untuk mencari energi kinetik buah kelapa di titik C nya ya. Kalau sudah ketemu jawabannya, komen di bawah ini!

Baca Juga: Penggolongan Materi secara Fisika: Padat, Cair, dan Gas, Bedanya Apa Ya?

Selesai sudah materi kita kali ini. Jadi, dalam setiap pergerakan kita ketika sedang bermain badminton, akan mengeluarkan tiga macam energi, yaitu energi kinetik, potensial, dan mekanik. Apakah penjelasan di atas sudah cukup jelas? Kalau ada poin-poin yang belum kamu pahami, kamu bisa belajar lewat ruangbelajar. Selain belajar lebih asik, kamu juga bisa belajar melalui video animasi yang menarik! Cobain, yuk!

Sumber Gambar:

GIF ‘Gold Medal Yes’ [Daring]. Tautan: https://giphy.com/gifs/yes-olympics-yay-3o6nULH3kRmLQW13BC (Diakses pada 10 November 2022)

Artikel  ini pertama kali ditulis oleh Zara Larasati pada 31 Agustus 2018, kemudian diperbarui oleh Hani Ammariah pada 10 November 2022.