KOMPAS.com - Energi kinetik dapat diperoleh menggunakan konsep hukum kekekalan energi mekanik. Bagaimanakah penerapannya dalam menyelesaiakan suatu kasus? Berikut akan kita bahas bersama.
Soal dan Pembahasan
Benda yang massanya 0,5 kg dilemparkan vertikal ke atas dengan kecepatan awal 20 m/s. Apabila percepatan gravitasi 10 m/s, tentukan energi kinetik benda saat mencapai 1/4 dari tinggi maksimum!
Energi tidak dapat diciptakan atau dihancurkan, tetapi hanya diubah dari satu bentuk ke bentuk lainnya.
Prinsip tersebut dikenal sebagai konservasi energi atau hukum pertama termodinamika. Dengan demikian, energi total alam semesta akan selalu tetap konstan.
Baca juga: Perbedaan Gerak Jatuh Bebas, Gerak Vertikal ke Atas dan ke Bawah
Hukum kekekalan energi mekanik menyatakan energi mekanik sebelum dan sesudah pada suatu sistem memiliki besar yang sama.
Adapun persamaan dalam menyatakan hukum kekekalan energi mekanik adalah:
Em1 = Em2
Ep1 + Ek1 = Ep2 + Ek2
Sekarang mari kita selesaikan permasalahan pada soal di atas.
Diketahui
Massa (m) = 0,5 kg,
kecepatan awal (v0) = 20 m/s,
Percepatan gravitasi (g) = 10 m/s,
Ketinggian (h) = 1/4 tinggi maksimum = 1/4 h'
Ditanyakan
Energi kinetik (Ek).
Penyelesaian
Langkah pertama adalah dengan menggunakan konsep hukum kekekalan energi mekanik:
Ep1 + Ek1 = Ep2 + Ek2
0 + 1/2 mV0² = mgh + 0 (Ek = 0, karena kecepatannya sama dengan nol saat di ketinggian maksimum)
1/2 mV0² = mgh'
1/2 V0² = gh'
1/2 20² = 10h'
1/2 400 = 10h'
200 = 10h'
h' = 20 m (ketinggian maksimum)
Baca juga: Contoh Soal Gerak Vertikal ke Atas dan Jatuh Bebas
Sehingga ketinggian maksimum benda tersebut adalah:
h = 1/4 h'
h = 1/4 20
h = 5 m
Kemudian kita gunakan kembali hukum kekekalan energi mekanik:
Epo + Eko = Ep1 + Ek1
0 + 1/2 mV0² = mgh + Ek1
1/2 mV0² = mgh1 + Ek1
1/2 (0,5)(20)² = (0,5)(10)(5) + Ek1
1/2 (0,5)(400) = 25 + Ek1
(0,5)(200) = 25 + Ek1
100 = 25 + Ek1
Ek1 = 75 joule
(Sumber: Kompas.com/[Risya Fauziyyah] I Editor: [Rigel Raimarda])
Dapatkan update berita pilihan dan breaking news setiap hari dari Kompas.com. Mari bergabung di Grup Telegram "Kompas.com News Update", caranya klik link https://t.me/kompascomupdate, kemudian join. Anda harus install aplikasi Telegram terlebih dulu di ponsel.