Pengertian, Rumus dan Contoh Soal Energi Mekanik

Diposting pada

Sebelum membahas panjang lebar tentang pengertian, rumus dan contoh soal energi mekanik, coba jawab dulu pertanyaan ini. Apa contoh dari energi mekanik? Brilliant, apakah kamu baru saja mengatakan “buah yang jatuh dari pohonnya”?

Yup, benar. Buah jatuh merupakan salah satu contoh energi mekanik. Pada saat buah tersebut menggantung di pohon, maka berlaku energi potensial. Kemudian, pada saat buah tersebut jatuh maka yang berlaku adalah energi kinetik. Bila digabungkan, maka kedua momen tersebut menghasilkan energi mekanik. Jadi, apa itu energi mekanik?

Pengertian dan Rumus Energi Mekanik

Pengertian, Rumus dan Contoh Soal Energi Mekanik Hargabelanja.com

Secara sederhana, energi mekanik dapat diartikan sebagai gabungan antara energi potensial dan energi kinetik. Secara matematis digambarkan melalui rumus berikut. 

rumus energi mekanik dalam artikel Pengertian, Rumus dan Contoh Soal Energi Mekanik Hargabelanja.com

Dengan keterangan berikut.

Em = Energi mekanik (satuan Joule)

Ep = Energi potensial (satuan Joule)

Ek = Energi kinetik (satuan Joule)

m = massa (satuan kg)

g = percepatan gravitasi (satuan m/s^2 => 9,8 m/s^2 atau 10 m/s^2)

h = ketinggian (satuan m), bila terdapat 2 informasi ketinggian maka digunakan deltah

v = kecepatan (satuan m/s)

Lalu, bagaimana penerapan rumus tersebut dalam soal? Yuk pelajari contoh soal energi mekanik juga pembahasannya berikut ini.

Contoh Soal Energi Mekanik dan Pembahasannya

Contoh Soal Energi Mekanik 1

Sebuah bola dengan massa 0,6 kg menerima gaya sehingga bergerak dari permukaan meja yang tingginya 4 meter di atas permukaan tanah. Jika kecepatan bola itu pada saat lepas dari bibir meja adalah 20 m/s, maka berapakah energi mekanik bola pada saat ketinggian 2 meter dari tanah?

Baca Ini Juga  7 Contoh Cara Kreatif dan Inovatif dalam Wirausaha

Pembahasan

Untuk mengerjakan soal ini maka kamu bisa menggunakan cara berikut. Sebelumnya tuliskan dulu apa yang diketahui dalam soal.

m = 0,6 kg

h = 4 meter (pada saat bola di meja)

v = 20 m/s 

h = 2 meter (pada saat bola di ketinggian 2 meter)

Selanjutnya gunakan persamaan atau rumus berikut. 

Em = Ep + Ek

Em = m . g . deltah + ½ . m . v^2

Kita menggunakan deltah, bukan h saja, karena terdapat 2 informasi ketinggian, yakni 4 m dan 2 m.

Em = 0,6 . 10 . (4 – 2) + ½ . 0,6 . 20^2

Hitung secara teliti, maka hasilnya:

Em = 12 + 120

Em = 132 Joule

Jadi, energi mekanik pada saat bola berada pada ketinggian 2 meter di atas tanah adalah 132 Joule. 

 

Contoh Soal Energi Mekanik 2

Bila suatu benda jatuh secara bebas dan memiliki energi mekanik 168 Joule, maka berapakah besar energi kinetik pada saat energi potensialnya 68 J?

Pembahasan

Seperti yang tertera di soal, bahwa:

Em = 168 J

Ep = 68 J

Maka, untuk menghitung energi kinetik benda tersebut adalah:

Em = Ep + Ek

168 J = 68 J + Ek

Baca Ini Juga  Gaji Karyawan PT Gudang Garam dan Jabatannya

Ek = 168 – 68

Ek = 100 J

Jadi, energi kinetik benda tersebut pada saat energi potensialnya 68 J = 100 J. 

 

Contoh Soal Energi Mekanik 3

Bila suatu bola dengan massa 100 g melambung secara vertikal dengan kecepatan 40 m/s, maka berapakah energi potensial, energi kinetik dan energi mekanik bola pada saat berada:

  1. Di ketinggian 10 meter
  2. Di puncak lintasan (titik tertinggi)

Pembahasan

Seperti yang telah dijelaskan dalam soal bahwa:

m = 100 g atau sama dengan 0,1 kg

v = 40 m/s 

a) Maka, untuk menghitung Ep, Ek dan Em bola pada saat berada di ketinggian 10 meter adalah:

Energi potensial

Ep = m . g . h 

Ep . 0,1 . 10 . 10 = 10 Joule

Energi kinetik 

Ek = ½ . m . v^2

Ek = ½ . 0,1 . 40^2 = 80 Joule 

Energi mekanik

Em = Ep + Ek

Em = 10 + 80 = 90 Joule

Jadi, energi potensial, energi kinetik dan energi mekanik bola berturut-turut pada saat h = 10 meter adalah 10 J, 80 J dan 90 J.

b) Selanjutnya, untuk mencari energi potensal, energi kinetik dan energi mekanik bola pada saat berada di ketinggian maksimum maka kamu bisa mengikuti langkah berikut:

Mencari ketinggian maksimum

Baca Ini Juga  Gaji PT Mayora Indah dan Jabatannya Terbaru

hmaks=v22g

hmaks = 40^2 / 2 . 10 

hmaks = 1600 / 20 = 80 meter

Energi potensial

Ep = m . g . (h1 + hmaks)

Ep = 0,1 . 10 . (10 + 80) = 90 Joule

Energi kinetik

Perlu diketahui bahwa pada saat bola mencapai tinggi maks, maka kecepatannya (v) sama dengan nol m/s, sehingga:

Ek = ½ . m . v^2

Ek = ½ . 0,1 . 0^2 = 0 Joule

Energi mekanik 

Em = Ep + Ek

Em = 90 + 0 = 90 Joule

Jadi, energi potensial, energi kinetik dan energi mekanik bola secara berturut-turut pada saat berada di ketinggian maksimum adalah 90 Joule, 0 Joule dan 90 Joule.

It’s A Wrap!

Nah soal di atas menjadi penutup artikel ini. Selamat ya, kamu sudah mempelajari pengertian, rumus hingga contoh soal energi mekanik. Energi mekanik juga punya nama lain lho, yakni energi gerak. Wah kamu sudah belajar banyak hari ini. Selanjutnya, mari pelajari Contoh Soal Energi dan Usaha berikut pembahasannya. 

Mau belajar materi yang telah lalu? Boleh, langsung klik contoh soal Energi Potensial dan Energi Kinetik ya!