Kalkulator Energi Kinetik: Cari Energi, Massa, Kecepatan
Hitung energi kinetik dari massa dan kecepatan, atau cari massa atau kecepatan berdasarkan energi yang diketahui. Mendukung kg, pon, m/s, mph, km/j, ft/s, dan knot.
Kinetic Energy Calculator
Kinetic energy is the energy a body carries because it is moving. Fill in two of the three fields, leave the third blank, and the blank one is worked out.
Dokumentasi
Kalkulator Energi Kinetik
Energi kinetik adalah energi yang dimiliki suatu benda karena bergerak. Kalkulator ini menghitung energi tersebut dari massa dan kelajuan benda, dan juga bekerja sebaliknya: jika energi dan salah satu dari dua besaran lainnya diberikan, kalkulator ini menghasilkan besaran ketiga.
Fungsi kalkulator
Halaman ini memiliki tiga bidang: energi kinetik dalam joule, massa, dan kelajuan. Massa dan kelajuan masing-masing memiliki menu satuan. Dua bidang diisi, satu dibiarkan kosong, dan bidang yang kosong menjadi jawabannya. Ketiga besaran kemudian ditampilkan bersama-sama, sehingga pasangan yang dimasukkan dapat diperiksa di samping hasilnya.
Massa dapat dimasukkan dalam kilogram, gram, miligram, ton metrik, pound, ons, stone, ton pendek AS, atau ton panjang. Kelajuan dapat dimasukkan dalam meter per detik, kilometer per jam, mil per jam, kaki per detik, atau knot. Energi tidak memiliki menu satuan: energi dibaca dan ditampilkan dalam joule.
Sebelum perhitungan apa pun dijalankan, massa dikonversi ke kilogram dan kelajuan ke meter per detik oleh registri satuan bersama situs. Jawaban dikonversi kembali ke satuan yang dipilih untuk bidang tersebut. Hasil ditampilkan hingga delapan angka penting. Hanya tampilan yang dibulatkan, sedangkan perhitungan menggunakan nilai sebagaimana diketikkan.
Rumus energi kinetik
dengan adalah energi kinetik dalam joule (J), adalah massa dalam kilogram (kg), dan adalah kelajuan dalam meter per detik (m/s).
Hubungan yang sama, setelah disusun ulang, memberikan dua jawaban lainnya:
Kelajuan dikuadratkan, sedangkan massa tidak. Menggandakan massa menggandakan energi. Menggandakan kelajuan mengalikannya dengan empat, sehingga mobil pada 60 km/h membawa energi kinetik empat kali lebih besar daripada pada 30 km/h.
Kelajuan di sini adalah besaran, bukan arah. Masukan negatif ditolak, bukan dikuadratkan menjadi positif, dan akar kuadrat di atas hanya menggunakan akar nonnegatif.
Konstanta mana yang eksak
Setiap konversi di halaman ini merupakan definisi, bukan pengukuran, sehingga tidak ada eksperimen yang lebih baik yang akan mengubahnya.
| Konstanta | Nilai | Eksak? | Sumber |
|---|---|---|---|
| Faktor setengah dalam rumus | 1/2 | eksak; ini adalah bilangan, bukan pengukuran | Halliday, Resnick dan Walker, Fundamentals of Physics, teorema usaha-energi |
| Joule | 1 kg⋅m²/s² | eksak berdasarkan definisi satuan turunan SI | Brosur SI, edisi ke-9 |
| Pon | 0,45359237 kg | tepat berdasarkan definisi | Perjanjian Yard dan Pound Internasional 1959; NIST SP 811, Lampiran B |
| Ons, stone, ton pendek, ton panjang | 1/16 lb, 14 lb, 2.000 lb, 2.240 lb | eksak; masing-masing diturunkan dari pound | NIST SP 811, Lampiran B |
| Ton metrik | 1.000 kg | tepat berdasarkan definisi | Brosur SI, edisi ke-9 |
| Mil per jam | 0,44704 m/s | eksak; satu mil adalah 1.609,344 m berdasarkan definisi | Perjanjian 1959; NIST SP 811, Lampiran B |
| Kaki per detik | 0,3048 m/s | tepat berdasarkan definisi | Perjanjian 1959; NIST SP 811, Lampiran B |
| Knot | 1.852 m per jam | eksak; mil laut adalah 1.852 m berdasarkan definisi | Konferensi Hidrografi Internasional, Monako, 1929 |
| Kilometer per jam | 1.000 m per jam | tepat berdasarkan definisi | Brosur SI, edisi ke-9 |
Dua di antaranya tidak memiliki bentuk desimal eksak jika ditulis per detik, karena 3.600 tidak membagi 1.000 atau 1.852 secara tepat. Registri menyimpan masing-masing dalam bentuk pembagian tersebut, bukan sebagai desimal terpotong.
Contoh perhitungan
Sebuah mobil bermassa 1.500 kg yang melaju pada 72 km/h.
Kelajuan 72 km/h adalah 72 dikalikan 1.000 lalu dibagi 3.600, yaitu tepat 20 m/s. Menguadratkan 20 menghasilkan 400. Mengalikannya dengan 1.500 menghasilkan 600.000. Setengahnya adalah 300.000, sehingga mobil tersebut membawa 300.000 J, atau 300 kilojoule.
Besaran yang sama dapat dihitung secara terbalik. Biarkan kelajuan kosong dan masukkan 300.000 J dengan 1.500 kg: menggandakan energi menghasilkan 600.000, membaginya dengan massa menghasilkan 400, dan akar kuadrat dari 400 adalah 20 m/s, yang ditampilkan sebagai 72 km/h. Jika massa yang dibiarkan kosong: 300.000 dibagi 20 dua kali menghasilkan 750, dan menggandakannya menghasilkan 1.500 kg.
Kasus yang tampak lebih bulat tetapi tidak menghasilkan nilai tepat adalah 1.500 kg pada 100 km/h. Kelajuan tersebut adalah 27,777… m/s, dan energinya adalah 578.703,7 J hingga delapan angka penting.
Contoh dalam sistem imperial, dihitung dari dua konstanta definisi di atas: 1 lb (0,45 kg) pada 1 mph (1,6 km/h). Menguadratkan 0,44704 menghasilkan tepat 0,1998447616. Perkalian dengan 0,45359237 menghasilkan 0,090648059046229000, dan setengah dari hasil itu adalah 0,045324029523114500 J. Halaman ini menampilkan 0,04532403 J.
Cara mengatur perhitungan aritmetika
Delapan angka penting cukup untuk menampilkan efek pembulatan, sehingga setiap bentuk ditulis agar saling meniadakan secara tepat pada nilai yang dibulatkan.
Energi dihitung sebagai massa dikalikan kelajuan dua kali, lalu hasil kali tersebut dibagi dua. Pembagian dua eksak dalam aritmetika biner, sehingga 2 kg pada 3 m/s menghasilkan 9 J tanpa angka sisa.
Massa dihitung dengan membagi energi dengan kelajuan dua kali, lalu menggandakannya, bukan dengan membaginya dengan kuadrat kelajuan. Penggandaan bersifat eksak, dan dua pembagian terpisah mempertahankan kelajuan yang kuadratnya mungkin melampaui batas atau turun menjadi nol jika dihitung sekaligus. Memasukkan kembali 9 J pada 3 m/s menghasilkan tepat 2 kg.
Kelajuan dihitung dengan membagi energi dengan massa dan menggandakannya sebelum akar kuadrat diambil. Untuk 9 J dan 2 kg, tepat 9 tersisa di bawah tanda akar, dan tepat 3 m/s dihasilkan.
Hal yang ditolak kalkulator
Kotak masukan akan menerima angka apa pun yang diketikkan atau ditempelkan, sehingga pemeriksaan yang penting adalah pemeriksaan dalam kode perhitungan.
| Situasi | Alasan tidak ada jawaban |
|---|---|
| Massa nol atau kurang | Suatu benda memiliki massa lebih besar dari nol. |
| Kelajuan negatif | Kelajuan di sini adalah besaran, bukan arah. |
| Energi negatif | Massa positif dan kelajuan yang dikuadratkan juga positif, sehingga setengah hasil kalinya tidak pernah kurang dari nol. |
| Menghitung massa pada kelajuan nol | Benda yang diam tidak memiliki energi kinetik, berapa pun massanya, sehingga tidak ada massa yang dapat diperoleh darinya. Pembagian dengan nol akan menghasilkan tak terhingga, yang merupakan jawaban salah dengan keyakinan tinggi. |
| Massa yang hasil perhitungannya nol | Energi nol pada kelajuan di atas nol memerlukan benda yang sama sekali tidak bermassa. Energi yang sangat kecil dibandingkan kelajuan juga dapat terbagi hingga menjadi nol meskipun massa sebenarnya lebih besar dari nol. Keduanya bukan massa yang dapat dilaporkan halaman ini. |
| Jawaban terlalu besar untuk ditampung | Besaran tersebut berada di luar rentang yang dapat ditangani oleh angka-angka halaman ini, sehingga hasilnya bukan energi. |
| Satuan yang tidak tersedia di halaman | Tautan yang dibagikan atau diedit secara manual dapat menyebutkan satuan apa pun, termasuk satuan untuk besaran lain. Halaman ini menyatakannya, bukan mengalami kerusakan. |
Dua bidang kosong, atau tidak ada bidang yang kosong, diperlakukan sebagai petunjuk, bukan kesalahan. Halaman meminta tepat satu bidang kosong dan menghitung bidang tersebut.
Batas penggunaan rumus ini
Rumus di sini adalah rumus klasik dan menggambarkan benda yang bergerak dari satu tempat ke tempat lain. Rumus ini sesuai dengan baik untuk kelajuan sehari-hari. Rumus ini menjadi keliru ketika kelajuan mendekati kelajuan cahaya, sehingga diperlukan ungkapan relativistik. Rumus ini juga tidak mencakup energi tambahan yang tersimpan dalam benda yang berputar, yang dihitung secara terpisah sebagai energi kinetik rotasi.
Pertanyaan yang sering diajukan
Apa itu energi kinetik? Energi kinetik adalah energi yang dimiliki benda karena bergerak. Benda yang diam tidak memilikinya. Semakin besar massanya dan semakin cepat geraknya, semakin besar energi yang dibawanya. Satuannya adalah joule.
Bagaimana energi kinetik dihitung? Kalikan massa dengan kelajuan, kalikan lagi dengan kelajuan, lalu bagi hasilnya menjadi dua. Untuk 1.500 kg pada 20 m/s, 1.500 dikalikan 20 lalu dikalikan 20 menghasilkan 600.000, dan setengahnya adalah 300.000 J.
Apa yang terjadi pada energi kinetik ketika kelajuan menjadi dua kali lipat? Energinya menjadi empat kali lebih besar karena kelajuan dikuadratkan. Jika massa yang digandakan, energi hanya menjadi dua kali lebih besar. Karena itu, kelajuan kendaraan lebih berpengaruh terhadap energinya daripada bobotnya.
Bisakah energi kinetik bernilai negatif? Tidak. Massa lebih besar dari nol dan kelajuan yang dikuadratkan tidak pernah kurang dari nol, sehingga setengah hasil kalinya juga tidak pernah kurang dari nol. Masukan energi negatif ditolak.
Bagaimana kelajuan ditemukan dari energi kinetik yang diketahui? Gandakan energi, bagi dengan massa, lalu ambil akar kuadratnya. Untuk 300.000 J dan 1.500 kg, penggandaan menghasilkan 600.000, pembagian menghasilkan 400, dan akar kuadrat dari 400 adalah 20 m/s.
Mengapa halaman ini tidak menghitung massa ketika kelajuan nol? Benda yang diam memiliki energi kinetik nol, berapa pun massanya, sehingga energinya tidak memberikan informasi tentang massa. Tidak ada yang dapat diperoleh, dan pembagian yang diperlukan akan menempatkan nol sebagai penyebut.