Rumus energi mekanik dan contoh soalnya

Hallo adek-adek di rumah. Kali ini pak Mono akan menjelaskan konsep rumus energi mekanik dan contoh soal energi mekanik beserta pembahasannya. Sekarang kalian baca dulu artikel ini dengan seksama dan siapkan alat tulis untuk corat-coret.

Pengertian energi mekanik adalah jumlah energi kinetik dan energi potensial pada satu benda.

Rumus energi mekanik adalah

Em = Ep + Ek

Em = energi mekanik (joule)

Ep = energi potensial (joule)

Ek = energi kinetik (joule)

Energi mekanik erat kaitannya dengan hukum kekekalan energi. Yang mana bunyi hukum kekekalan energi energi tidak dapat diciptakan dan tidak dapat dimusnahkan, melainkan energi dapat diubah dari bentuk satu ke bentuk yang lainnya.

Jadi pada energi mekanik terdapa hukum kekekalan energi mekanik yaitu :

Em = Ep + Ek = konstan, bisa ditulis :

Em1 = Em2

Ep1 + Ek1 = Ep2 + Ek2

m1 g h1 + ½ m1 v12 =  m1 g h2 + ½ m1 v22

m1 = massa benda (kg)

g = percepatan gravitasi bumi (g =10 m/s2)

h1 = ketinggian benda pada posisi mula-mula

h2 = ketinggia benda diahir

v1 = kecepatan awal benda

v2 kecepatan akhir benda

Contoh soal hukum kekekalan energi mekanik :

Soal no1. Sebuah apel memiliki massa 300 gram jatuh dari pohonnya pada ketinggian 10 meter. Jika g =10 m/s2, berapakah energi mekanik pada apel?

Pembahasan :

m = 300 gram = 0,4 kg

g =10 m/s2

h = 10 m

ditanya Em?

Em = Ep + Ek

Karena bendanya sudah jatuh dan tidak diketahui kecepatannya, maka Ek dikatakan nilainya nol. (Ek = 0)

Em = Ep

Em = m g h

Em = 0,3 x 10 x 10 = 30 joule

Jadi energi mekanik pada apel yang jatuh tersebut adalah 30 J.

Soal no 2. Sebuah mangga yang massanya 100 gram dilempar secara vertikal ke atas. Pada waktu ketinggiannya 10 meter dari permukaan tanah memiliki kecepatan 4 m/s. Berapakah energi mekanik buah mangga pada saat tersebut? Jika g =10 m/s2

Pembahasan :

m = 100 gram = 0,1 kg  ;  h = 10 m ;

v = 4 m/s ;  g =10 m/s2

ditanya Em…?

Em = Ep + Ek

Em = m g h + ½ m v2

Em = 0,1 . 10 . 10 + ½ . 0.1 . 42

Em = 10 + 0,8

Em = 10,8 joule

Soal no 3. Kardus mainan yang massanya 2 kg jatuh dari ketinggia rumah lante 2 yang tingginya 10 meter dan percetapatan gravitasi bumi 10 m/s2. Berapakah kecepatan kardus pada saat jatuh ke tanah?

Pembahasan :

hukum kekekalan energi

m = 2 kg  ;  h = 10 m ; g = 10 m/s2

Em1 = Em2

Ep1 + Ek1 = Ep2 + Ek2

m1 g h1 + ½ m1 v12 =  m1 g h2 + ½ m1 v22

Ep = ada atau maksimum

Ek1  = 0 nol, karena kardus belum bergerak dan masih berada di lantai 2

Ep2 = nol karena benda sudah jatuh di tanah dan tidak mempunyai ketinggian

Ek2 = ada atau maksimum

m1 g h1 + 0 =  0 + ½ m1 v22

1 x 10 x 10 = ½ x 2 x v2

100 = v2

v = akar 100 = 10 m/s

jadi kecepatan kardus pada saat jatuh ke tanah adalah 10 m/s.

Soal no 4. Sebuah buku yang massanya 1 kg jatuh dari apartemen. Pada saat jatuh ke tanah, kecepatan buku tersebut 20 m/s. Berapakah ketinggian apartemen tempat buku jatuh tersebut? Jika nilai g = 10 m/s2.

Pembahasan :

m = 1 kg  ; v = 20 m/s ;  g = 10 m/s2

ditanya h….?

Em1 = Em2

Ep1 + Ek1 = Ep2 + Ek2

m1 g h1 + ½ m1 v12 =  m1 g h2 + ½ m1 v22

Ep = maksimum

Ek1  = 0, karena buku belum bergerak

Ep2 = 0, karena buku sudah jatuh di tanah dan tidak mempunyai ketinggian

Ek2 = maksimum

m1 g h1 + 0 =  0 + ½ m1 v22

1 x 10 x h = ½ x 1 x 202

10 x h = 200

h = 200 : 10 = 20 meter.

Jadi ketinggia apartemen tempat jatuhnya buku adalah 20 meter.

Rumus energi mekanik dan contoh soalnya | Pak Mono | 4.5