Sebuah Benda Bermassa 4 kg Mula-Mula Diam Kemudian Bergerak Lurus dengan Percepatan 3 m/s^2

Sebuah benda yang bermassa 4 kg pada awalnya diam di tempat. Kemudian benda tersebut bergerak lurus dengan percepatan konstan sebesar 3 m/s^2. Keadaan ini menimbulkan sejumlah pertanyaan mengenai keadaan fisik bergerak dari benda tersebut, seperti berapa besarnya kecepatan dan energi kinetik benda tersebut setelah bergerak selama waktu tertentu.

Hukum Gerak Newton

Kondisi benda yang bermassa 4 kg dan mula-mula diam, kemudian bergerak lurus dengan percepatan konstan 3 m/s^2, dapat dijelaskan menggunakan hukum gerak kedua Newton. Hukum ini mengatakan bahwa percepatan suatu benda adalah sebanding dengan gaya netto yang bekerja pada benda tersebut dan berbanding terbalik dengan massa benda tersebut. Secara matematis, hukum ini dapat ditulis sebagai F = m*a. Diketahui massa benda m = 4 kg dan percepatannya a = 3 m/s^2, maka gaya yang bekerja pada benda tersebut adalah F = 4 kg * 3 m/s^2 = 12 N.

Kecepatan dan Energi Kinetik Benda

Dengan menerapkan persamaan gerak, kecepatan benda setelah bergerak selama waktu t dapat dicari dengan rumus v = u + a*t. Mengingat benda ini awalnya diam, maka kecepatan awal u = 0. Jadi, kecepatan benda setelah bergerak selama waktu t adalah v = 0 + 3 m/s^2 * t.

Energi kinetik benda setelah bergerak selama waktu t juga dapat dihitung. Energi kinetik didefinisikan sebagai energi yang dimiliki benda karena gerakannya, dan dihitung dengan rumus K = 1/2 * m * v^2. Substitusikan kecepatan benda dari persamaan sebelumnya, maka energi kinetik benda setelah bergerak selama waktu t adalah K = 1/2 * 4 kg * (3 m/s^2 * t)^2.