Contoh soal penerapan hukum kekekalan energi mekanik pada gerak jatuh bebas

1. Benda bermassa 1 kg jatuh bebas dari puncak gedung bertingkat yang mempunyai ketinggian 80 meter. Jika gesekan dengan udara diabaikan dan percepatan gravitasi (g) adalah 10 m/s2 maka energi kinetik benda ketika tiba permukaan tanah adalah…
Pembahasan
Diketahui :
Massa (m) = 1 kg
Ketinggian (h) =  80 meter
Percepatan gravitasi (g) = 10 m/s2
Ditanya : energi kinetik (EK) benda ketika benda tiba dipermukaan tanah
Jawab :
Benda jatuh bebas karenanya benda tidak mempunyai kecepatan awal. Dengan demikian, ketika berada pada ketinggian 80 meter, benda mempunyai energi potensial gravitasi tetapi benda tidak mempunyai energi kinetik (v = 0 sehingga EK = ½ m v2 = 0). Jadi energi mekanik awal (EMo) = energi potensial gravitasi (EP).

EMo = EP = m g h = (1)(10)(80) = 800 Joule

Ketika jatuh bebas, energi potensial gravitasi berubah menjadi energi kinetik. Pada saat benda menyentuh tanah, semua energi potensial gravitasi berubah menjadi energi kinetik. Jadi ketika tiba di permukaan tanah, benda mempunyai energi kinetik tetapi benda tidak mempunyai energi potensial gravitasi (h = 0 sehingga EP = m g h = 0). Jadi energi mekanik akhir (EMt) = energi kinetik (EK)

Hukum kekekalan energi mekanik menyatakan bahwa energi mekanik awal sama dengan energi kinetik akhir.
EMo = EMt
EP = EK
800 = EK
Energi kinetik (EK) benda ketika tiba di permukaan tanah adalah 800 Joule.

2. Sebuah benda jatuh bebas dari ketinggian 10 meter di atas tanah. Jika massa benda 4 kg dan percepatan gravitasi (g) = 10 m s–2 maka energi kinetik dan kelajuan benda pada ketinggian 5 meter di atas tanah adalah…

Pembahasan
Diketahui :
Perubahan ketinggian (h) = 10 – 5 = 5 meter
Massa (m) = 4 kg
Percepatan gravitasi (g) = 10 m/s2
Ditanya : energi kinetik benda pada ketinggian 5 meter
Jawab :

Anda perlu masuk untuk melihat isi sepenuhnya. Silahkan . Bukan Member? Bergabung

error: