Soal Hukum Kekekalan Energi Mekanik dan Pembahasan

1. Perhatikan contoh-contoh gerak benda berikut. Gerak benda yang memenuhi hukum kekekalan energi mekanik adalah ...

(1) benda jatuh

(2) benda dilempar ke atas

(3) balok bergerak pada lantai kasar

(4) bola yang bergerak parabola

(5) gerak batu meteor

Pembahasan:

Hukum kekekalan energi berbunyi: “Energi tidak dapat diciptakan ataupun dimusnahkan, energi hanya dapat diubah bentuk dari bentuk energi satu ke bentuk energi yang lain".

Penerapan hukum kekekalan energi mekanik yaitu ketika menjatuhkan benda dari gedung yang tinggi. Awalnya benda memiliki energi potensial pada ketinggian tertentu di atas gedung. Kemudian ketika dilepaskan benda bergerak dari atas ke bawah dan terjadi perubahan energi dari potensial ke energi kinetik.

Jadi, pernyataan yang benar adalah 1, 2, 4

2. Kelapa bermassa 2 kg jatuh dari pohonnya, dari ketinggian 9 meter dari tanah. Ketika sampai di ketinggian tertentu nilai energi kinetik kelapa sama dengan 2 kali energi potensialnya. Tinggi titik tersebut dari atas tanah adalah . . .

Pembahasan:

Massa, m = 2 kg

Ketinggian awal, h = 9 m 

Energi kinetik menjadi E_k' = 2E_P

Ketinggian tertentu, h' = ?

Sesuai Hukum Kekekalan Energi

EM = EM'

Ep + Ek = Ep' +  Ek'

m.g.h + 0 = E_P' + 2E_P'

m.g.h = 3.m.g.h'

9 = 3h'

h' = 3 m

Jadi, tinggi titik tersebut dari atas tanah adalah 3 m.

3. Sebuah bola bermassa 1 kg dilepas dan meluncur dari posisi A ke C melalui lintasan lengkung yang licin seperti gambar di bawah.

Jika percepatan gravitasi 10 m/s², energi kinetik bola saat berada di titik C adalah .... 

Pembahasan:

Massa, m = 1 kg

Ketinggian awal, h_A = 2 m 

Ketinggian di titik B, h_B = 0

Ketinggian di titik C, h_C = 1,25 m

Kecepatan awal di A, v_A = 0

Energi kinetik di C, Ek_C = ?

Berlaku Hukum Kekekalan Energi

EM_A = EM_C

Ep_A + Ek_A = Ep_C +  Ek_C

m.g.h_A + ½ mv_A² = m.g.h_C + Ek_C

1(10)(2) + 0 = 1(10)(1,25) + Ek_C

20 = 12,5 + Ek_C

Ek_C  = 7,5 J

Jadi, energi kinetik bola saat berada di titik C adalah 7,5 J

Share :