pusatdapodik.com kali ini kita akan membahas rumus mekanika dan beberapa contoh energi mekanik beserta bunyi hukum kekekalan energi mekanik dan beberapa contoh soal. untuk lebih jelasnya simak penjelasan dibawah ini
Definisi Energi Mekanik
Energi Mekanik yaitu jumlah energi kinetik dan energi potensial dalam satu benda.
Rumus Energi Mekanik
Em = Ep + Ek
Deskripsi rumus:
Em adalah energi mekanik (joule)
ep is = energi potensial (joule)
ek is = energi kinetik (joule)
Energi mekanik berkaitan erat dengan hukum kekekalan energi.
Terdengar hukum kekekalan energi Artinya, energi tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan, tetapi energi dapat diubah dari satu bentuk ke bentuk lainnya.
Dalam energi mekanik terdapat hukum kekekalan energi mekanik, yaitu:
Em = Ep + Ek = konstanta
Dapat ditulis:
Em1 = Em2
Ep1 + Ek1 = Ep2 + Ek2
m1 g h1 + ½ m1 v12 = m1 g h2 + ½ m1 v22
Informasi :
m1 adalah massa benda (kg)
g adalah percepatan gravitasi (g = 10 m/s2)
h1 adalah tinggi benda pada posisi awalnya
h2 adalah tinggi benda di ujung
v2 adalah kecepatan akhir benda
v1 adalah kecepatan awal benda
Contoh Energi Mekanik
Contoh penerapan energi mekanik dapat dilihat pada saat palu diangkat ke atas kemudian dipukulkan pada paku yang menyebabkan paku tersebut tenggelam ke dalam balok kayu. Berikut penjelasan lebih lengkap tentang energi mekanik pada palu :
- Seperti diketahui, benda yang diam menyimpan energi potensial. Begitu juga dengan palu, apalagi saat palu diangkat lebih tinggi, tentunya akan dihasilkan energi potensial yang lebih besar. Dalam hal ini palu tidak memiliki energi kinetik, hanya energi potensial.
- Agar paku dapat masuk ke dalam balok kayu, tentunya palu harus diangkat ke atas (energi potensialnya bertambah karena posisinya menjadi lebih tinggi).
- Kemudian palu bergerak ke bawah dengan kecepatan tertentu untuk mendorong paku ke dalam balok (sekarang ada energi kinetik yang mengenai paku).
Usaha yang digunakan dalam contoh penggunaan palu untuk memakukan paku ke balok kayu adalah kombinasi dari energi potensial dan energi kinetik, yang kita sebut energi mekanik.
Hukum Kekekalan Energi Mekanik
Hukum kekekalan energi mekanik dirumuskan oleh
EmA = EmB
Ini berarti bahwa jumlah energi mekanik benda yang dipengaruhi oleh gaya gravitasi adalah konstan. Energi mekanik didefinisikan sebagai jumlah energi kinetik dan energi potensial
Analisis Hukum Kekekalan Energi Mekanik
Ketika sebuah benda jatuh, semakin rendah ketinggiannya, semakin kecil energi potensialnya, sedangkan energi kinetiknya semakin besar. Ketika suatu benda mencapai titik terendahnya, ia memiliki energi potensial terkecil dan energi kinetik terbesar. Mengapa demikian?
Perhatikan gambar di atas, sebuah bola berada pada ketinggian h, maka energi potensial di titik A adalah EpA = m · g · hsedangkan energi kinetik Eka = 1/2mv2
Karena v = 0jadi Eka = 0. Jumlah energi potensial di titik A dan energi kinetik di titik A = energi mekanik. Besarnya energi mekanik adalah :
EmA = EpA + EkA
EmA = mgh + 0
EmA = mgh
Contoh Soal Energi Mekanik
Pertanyaan No.1
Kelapa dengan massa 600 gram jatuh dari pohon pada ketinggian 10 meter.
Jika g = 10 m/s2, berapakah energi mekanik kelapa?
Dikenal
m = 600 gram = 0,6 kg
g =10m/s2
h = 10 m
Karena kelapa telah jatuh dan kecepatannya tidak diketahui
Maka Ek dikatakan nol. (Ek = 0)
Em = Ep
Em = m . g. h
Em = 0,6 . 10 . 10 = 60 Joule
Jadi, energi mekanik kelapa yang jatuh adalah 60 J.
Pertanyaan No.2
lihat gambar di bawah
Kelapa jatuh dari pohon pada ketinggian 4 meter, berapakah kelajuan kelapa di posisi B?
dengan g = 10 m/s2
Menjawab :
EMA = EMB
EPA + EKA = EPB + EKB
m . g. hA + 0 = m . g. hB + 1 2
m . VB2
1 2
m . VB2 = m . g. hB-m . g. Ha
1 2
VB2 = g(hA – hB)
VB2 = 2g(hA – hB)
VB = √2g(hA – hB)
VB = √2 .10(4 – 2)
VB = √40
VB = 2√10 m/s
Pertanyaan no 3.
Sebuah apel bermassa 300 gram jatuh dari pohon pada ketinggian 10 meter. Jika g = 10 m/s2, berapakah energi mekanik apel?
Menjawab :
m = 300 gram = 0,4 kg
g =10m/s2
h = 10 m
Em bertanya?
Em = Ep + Ek
Karena benda jatuh dan kecepatannya tidak diketahui, Ek dikatakan nol. (Ek = 0)
Em = Ep
Em = mgh
Em = 0,3 x 10 x 10 = 30 joule
Jadi energi mekanik apel adalah 30 J.
Pertanyaan no 4
Sebuah mangga bermassa 100 gram dilempar vertikal ke atas. Pada ketinggian 10 meter dari tanah memiliki kecepatan 4 m/s.
Berapakah energi mekanik mangga pada saat itu? Jika g = 10 m/s2
Menjawab :
m = 100 gram = 0,1 kg ; h = 10 m ;
v = 4 m/s ; g =10m/s2
pertanyaan om…?
Em = Ep + Ek
Em = mgh + ½ m v2
Em = 0,1 . 10 . 10 + ½ . 0,1 . 42
Em = 10 + 0,8
Em = 10,8 joule
Demikian penjelasan artikel ini, semoga bermanfaat
Artikel terkait :