Contoh soal hukum kekekalan energi mekanik

Hukum kekekalan energi mekanik pada gerak jatuh bebas

1. Buah kelapa bermassa 2 kg jatuh bebas dari ketinggian 6 meter. Energi kinetik yang dimiliki buah kelapa ketika buah kelapa tiba di permukaan tanah adalah… g = 10 m/s²
Pembahasan
Diketahui :
Massa buah kelapa (m) = 2 kg
Ketinggian (h) = 6 meter
Percepatan gravitasi (g) = 10 m/s²
Ditanya : energi kinetik (EK)
Jawab :

Energi mekanik awal
Jika benda jatuh bebas maka benda tersebut tidak mempunyai kecepatan awal. Karena tidak ada kecepatan awal maka tidak ada energi kinetik awal. Pada mulanya benda berada pada ketinggian 6 meter sehingga tentu saja benda mempunyai energi potensial gravitasi awal. Jadi energi mekanik awal (EM_o) adalah energi potensial gravitasi (EP).
EM_o = EP = m g h = (2)(10)(6) = 120 Joule

Energi mekanik akhir
Ketika bergerak ke bawah, ketinggian benda berkurang sehingga energi potensial gravitasi berkurang. Energi potensial gravitasi tidak hilang tetapi berubah menjadi energi kinetik. Pada saat tiba di permukaan tanah, ketinggian benda sama dengan ketinggian permukaan tanah (h = 0) sehingga energi potensial gravitasi bernilai nol (h = 0 sehingga EP = m g h = 0). Semua energi potensial gravitasi berubah menjadi energi kinetik. Jadi energi mekanik akhir (EM_t) adalah energi kinetik (EK).
EM_t = EK = ½ m v²

Hukum kekekalan energi mekanik :