Setelah kita menyinggung perihal energi potensial dan energi kinetik pada postingan bahan fisika sebelumnya, kini tibalah waktunya kita pahami perihal energi mekanik yang merupakan penggabungan energi potensial dengan energi kinetik.
Bagi anda-anda yang membutuhkan bahan tutorial perihal energi potensial dan energi kinetik, sanggup mengunjungi pada link tutorial berikut ini :
Pengertian, Rumus dan Contoh Soal Energi Potensial
Pengertian, Rumus dan Contoh Soal Energi Kinetik
Apa itu Energi Mekanik
Energi mekanik yakni energi total yang dimiliki suatu benda dimana merupakan penjumlahan antara energi potensial dengan energi kinetik. Dengan demikian sanggup dikatakan bahwa energi ini berkaitan dengan gerak dan posisi dari suatu benda.Contoh dari penerapan energi mekanik sanggup kita lihat ketika sebuah palu yang diangkat ke atas, kemudian diketokkan pada paku, dimana menimbulkan paku tersebut masuk ke dalam sebatang balok kayu. Berikut ini klarifikasi lebih lengkapnya perihal energi mekanik pada sebuah palu :
- Seperti yang diketahui, sebuah benda yang membisu menyimpan energi potensial. Begitu juga dengan sebuah palu, terlebih ketika palu tersebut diangkat lebih tinggi, tentunya akan dihasilkan energi potensial yang lebih besar. Dengan demikian dalam hal ini sebuah palu tidak mempunyai energi kinetik, hanya energi potensial.
- Agar paku masuk ke dalam balok kayu, tentunya harus diangkat palu ke atas (ini meningkatkan energi potensialnya sebab posisi nya menjadi lebih tinggi).
- Kemudian palu bergerak ke bawah dengan suatu kecepatan tertentu untuk mendorong paku masuk ke dalam balok tersebut(sekarang mempunyai energi kinetik memukul paku) .
Usaha yang dipakai dengan memakai Palu memasukkan paku ke dalam sebuah balok kayu merupakan perpaduan energi potensial dan energi kinetik, dimana kita menyebutnya dengan energi mekanik.
Rumus Energi Mekanik
Seperti yang diuraikan di atas bahwa Energi Mekanik yakni hasil penjumlahan energi potensial dan energi kinetis, dimana secara matematis ditulis dengan persamaan : Em = Ep + Ek
Jika kita uraikan masing-masing rumus dari Energi Potensial (Ep) dan Energi Mekanik (Ek), maka Energi Mekanik sanggup kita tulis dengan persamaan berikut :
Em = m . g . h +
1 2
m . v2 Keterangan :
- Em yakni Energi Mekanik (Joule)
- Ep yakni Energi Potensial (Joule)
- Ek yakni Energi Kinetik (Joule)
- m yakni massa (kg)
- g yakni gravitasi (10 m/s2 atau 9,8 m/s2)
- h yakni tinggi (m)
- v yakni kecepatan (m/s)
Kekekalan Energi Mekanik
Energi itu awet yang berarti bahwa energi tidak sanggup diciptakan dan tidak sanggup dimusnahkan, dan hanya sanggup berubah bentuk. Seperti halnya Kincir angin dari energi gerak menjadi energi listrik. Atau energi potensial menjadi energi kinetik dan sebaliknya.Sehingga Energi mekanik awal akan sama dengan energi mekanik akhir, menyerupai yang ditunjukkan rumus berikut :
EM1 = EM2
EP1 + EK1 = EP2 + EK2
EP1 + EK1 = EP2 + EK2
Contoh Soal Energi Mekanik
Soal No.1Sebuah kelapa mempunyai massa 600 gram jatuh dari pohonnya pada ketinggian 10 meter. Jika g =10 m/s2, berapakah energi mekanik pada buah kelapa tersebut ?
Pembahasan
m = 600 gram = 0,6 kg
g =10 m/s2
h = 10 m
Em = Ep + Ek
Karena buah kelapa sudah jatuh dan tidak diketahui kecepatannya, maka Ek dikatakan nilainya nol. (Ek = 0)
Em = Ep
Em = m . g . h
Em = 0,6 . 10 . 10 = 60 Joule
Kaprikornus energi mekanik pada buah kelapa yang jatuh tersebut yakni 60 J.
g =10 m/s2
h = 10 m
Em = Ep + Ek
Karena buah kelapa sudah jatuh dan tidak diketahui kecepatannya, maka Ek dikatakan nilainya nol. (Ek = 0)
Em = Ep
Em = m . g . h
Em = 0,6 . 10 . 10 = 60 Joule
Kaprikornus energi mekanik pada buah kelapa yang jatuh tersebut yakni 60 J.
Soal No.2
Buah kelapa jatuh dari pohonnya pada ketinggian 4 meter, berapakah kecepatan buah kelapa di posisi B? dengan g =10 m/s2 (lihat gambar di bawah ini :)
Pembahasan
EMA = EMB
EPA + EKA = EPB + EKB
m . g . hA + 0 = m . g . hB +
VB2 = 2g(hA - hB)
VB = √2g(hA - hB)
VB = √2 .10(4 - 2)
VB = √40
VB = 2√10 m/s
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
Soal No.3
Sebuah kotak yang mempunyai massa sebesar 1 kg jatuh dari lemari. Ketika ketika jatuh ke lantai, kecepatan kotak tersebut yakni 20 m/s. Berapakah ketinggian lemari kawasan kotak jatuh tersebut (g = 10 m/s2 ?
Pembahasan
m = 1 kg
v = 20 m/s
g = 10 m/s2
EK1 = 0, sebab buku belum bergerak
EP2 = 0, sebab buku sudah jatuh di tanah dan tidak mempunyai ketinggian
EK2 = maksimum
EM1 = EM2
EP1 + EK1 = EP2 + EK2
m1 . g . h1 +
1 . 10 . h1 + 0 = 0 +
10h = 200
h =
Kaprikornus ketinggia lemari kawasan jatuhnya kotak tersebut yakni 20 meter.
v = 20 m/s
g = 10 m/s2
EK1 = 0, sebab buku belum bergerak
EP2 = 0, sebab buku sudah jatuh di tanah dan tidak mempunyai ketinggian
EK2 = maksimum
EM1 = EM2
EP1 + EK1 = EP2 + EK2
m1 . g . h1 +
1 2
m . V12 = m1 . g . h2 + 1 2
m . V22 1 . 10 . h1 + 0 = 0 +
1 2
1 . 202 10h = 200
h =
200 10
= 20 meter Kaprikornus ketinggia lemari kawasan jatuhnya kotak tersebut yakni 20 meter.
Soal No.4
Sebuah benda bermassa 2 kg bergerak jatuh sehingga pada ketinggian 2 m di atas tanah kecepatannya 5 m/s, apabila g = 10 m/s2. Hitunglah energi mekanik benda tersebut ?
Pembahasan
m = 2 kg
h = 2 m
v = 5 m/s
g = 10 m/s2
Em = Ep + Ek
Em = m . g . h +
Em = 2 . 10 . 2 +
Em = 40 +
Em = 40 + 25 = 65 Joule
h = 2 m
v = 5 m/s
g = 10 m/s2
Em = Ep + Ek
Em = m . g . h +
1 2
m . v2Em = 2 . 10 . 2 +
1 2
2 . 52Em = 40 +
1 2
2 . 25Em = 40 + 25 = 65 Joule
Advertisement