Contoh soal penerapan hukum kekekalan energi mekanik pada gerak parabola

1. Bola bermassa 0,1 kg disepak dengan kecepatan 10 m/s. Jika sudut elevasinya 30o dan percepatan gravitasi adalah 10 m/s2 , tentukan (a) energi potensial gravitasi bola pada titik tertinggi (b) titik tertinggi atau ketinggian maksimum.
Pembahasan
Diketahui :
Massa bola (m) = 0,1 kg
Kecepatan awal (vo) = 10 m/s
Sudut elevasi = 30o
Percepatan gravitasi (g) = 10 m/s2
Ditanya : energi kinetik (EK) bola pada titik tertinggi
Jawab :

(a) Energi potensial gravitasi bola pada titik tertinggi
Lintasan gerak bola adalah parabola seperti gambar di bawah.
Contoh-soal-penerapan-hukum-kekekalan-energi-mekanik-pada-gerak-parabola-1Terlebih dahulu hitung komponen kecepatan awal pada arah horisontal (vox) dan vertikal (voy).
Contoh-soal-penerapan-hukum-kekekalan-energi-mekanik-pada-gerak-parabola-2Jika lintasan gerak parabola seperti gambar di atas maka gerakan pada arah horisontal atau mendatar dianalisis seperti gerak lurus beraturan dan gerakan pada arah vertikal dianalisis seperti gerak vertikal ke atas. Pada gerak lurus beraturan, kecepatan selalu konstan selama benda bergerak. Sebaliknya pada gerak vertikal ke atas, ketika benda mencapai ketinggian maksimum atau titik tertinggi, benda diam sesaat sebelum berbalik arah. Jadi pada titik tertinggi, kecepatan benda pada arah vertikal adalah nol, tetapi pada titik tertinggi benda masih mempunyai kecepatan yakni vox.

Energi mekanik awal
Pada saat mulai bergerak, ketinggian bola sama dengan permukaan lantai atau tanah (h = 0) sehingga energi potensial gravitasi bernilai nol (h = 0 sehingga EP = m g h = 0). Sebaliknya, ketika mulai bergerak, bola mempunyai kecepatan awal maksimum sehingga energi kinetik bernilai maksimum. Jadi energi mekanik awal bola adalah energi kinetik.
Energi mekanik awal (EMo) = energi kinetik (EK)
EMo = EK = ½ m vo2 = ½ (0,1)(10)2 = ½ (0,1)(100) = ½ (10) = 5 Joule

Energi mekanik akhir

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

error: