Hukum Kekekalan Energi Mekanik

Materi.id- Hukum Kekekalan Energi Mekanik| Halo sahabat MateriID, kali ini kita akan belajar mengenai hukum kekekalan energi mekanik. Energi mekanik dipelajari di kelas XI (11) SMA sedangkan di SMK sudah diajarkan dikelas X di Semester 1. Sewaktu anda duduk di SMP, anda sudah mempelajari tentang energi. Apa itu energi? Energi adalah kemampuan untuk melakukan usaha. Sedangkan hukum kekekalan energi yang sudah anda pelajari sejak SD menyatakan bahwa energi tidak dapat diciptakan dan tidak dapat dimusnahkan. Energi hanya dapat berubah bentuk dari bentuk yang satu dengan yang lainnya.

Perubahan energi ini terjadi ketika anda melakukan usaha. Misalnya anda sedang mendorong meja sehingga terjadi perubahan kedudukan. Pada proses ini ada perubahan energi dari energi kimia dirubah menjadi energi mekanik sehingga terjadi perubahan kecepatan dan kedudukan benda.

Rumus Energi Kinetik dan Potensial

Ketika kita akan mempelajari hukum kekekalan energi mekanik, maka kita harus memahami dua jenis energi yang ada yaitu energi kinetik dan energi potensial. Jika diwaktu SMP kalian mempelajari materi ini hanya sebatas menggunakannya, sekarang kita akan menurunkan persamaan rumus energi ini.

Energi Kinetik

Energi kinetik adalah energi yang dimiliki benda karena geraknya. Sebuah benda yang memiliki massa M dan memiliki kecepatan V maka energi kinetiknya dapat dituliskan sebagai berikut:

Rumus Energi Kinetik

Rumus Energi Kinetik

Energi Potensial

Energi potensial adalah energi yang dimiliki benda kerena kedudukannya atau keadaanya. Mari kita turunkan persamaan ini. Sebuah benda dengan massa (m) dipengaruhi oleh percepatan gravitasi bumi (g), sehingga berat benda adalah (w = mg). Bila benda berada pada ketinggian h, maka usaha yang dilakukan benda pada ketinggian tersebut adalah W = F · s = mgh.

Energi suatu benda karena kedudukannya dinamakan energi potensial. Bila energi potensial dilambangkan
dengan Ep, maka persamaan matematisnya adalah sebagai berikut.

Rumus Energi Potensial

Rumus Energi Potensial

Energi Mekanik dan Hukum Kekekalan Energi Mekanik

Apa itu energi mekanik?Energi mekanik adalah energi total yang dimiliki oleh suatu benda, sehingga energi mekanik adalah penjumlahan dari energi kinetik dan potensial. Coba kalian bayangkan ada sebuah benda yang jatuh dari suatu ketinggian! Bagaimanakah perubahan kecepatan dan ketinggiannnya? Pada benda yang jatuh tampak bahwa ketinggiannya akan selalu berkurang.  Perhartikan gambar!

Rumus hukum kekekalan energi mekanik

Hal ini akan mempengaruhui besar energi potensial berarti energi potensialnya juga berkurang. Apakah energi potensial yang berkurang tersebut hilang begitu saja? Tentu tidak. Karena energi tersebut berubah menjadi energi kinetik, sehingga energi kinetik dan kecepatan benda tersebut akan bertambah. Dengan demikian, besar energi mekanik benda tersebut adalah tetap dan dirumuskan sebagai berikut.

Em  = Ek + Ep

Lalu bagaimana dengan hukum kekekalan energi mekanik? Sudah dijelaskan diatas, energi bersifat kekal artinya energi tidak dapat diciptakan dan tidak dapat dimusnahkan. Energi hanya berubah dari satu bentuk ke bentuk yang lain. Energi mekanik suatu benda bersifat kekal, artinya energi mekanik tidak dapat dimusnahkan, namun dapat berubah bentuk. Pernyataan di atas disebut hukum kekekalan energi mekanik. Secara matematis maka dapat dirumuskan:

EM1 = EM2

EK1 + EP 1 = EK2  +  EP 2

Contoh Soal dan Pembahasan Hukum Kekekalan Energi Mekanik

  • Buah kelapa bermassa 4 kg jatuh dari pohon setinggi 12,5 m. Tentukan kecepatan kelapa saat menyentuh
    tanah!
    Penyelesaian:
    Diketahui:
    m = 4 kg
    h = 12,5 m
    Ditanyakan: v2 = . . .?
    Jawab:
    Kelapa jatuh mengalami gerak jatuh bebas, sehingga kecepatan awalnya nol. Saat jatuh di tanah ketinggian kelapa sama dengan nol. Sehingga berlaku hukum kekekalan energi mekanik
    Soal dan Pembahasan Hukum Kekekalan Energi Mekanik
  • Sebuah benda jatuh dari ketinggian 4 m, kemudian melewati bidang lengkung seperempat lingkaran licin dengan jari-jari 2 m. Tentukan kelajuan saat lepas dari bidang lengkung tersebut!
    Penyelesaian:
    Diketahui:
    h1 = 6 m
    Ditanyakan: v2 = . . .?
    Jawab:
    Jika bidang lintasan licin maka benda mengalami gerak jatuh bebas. Lintasan
    benda tidak perlu diperhatikan, sehingga diperoleh:
    Soal dan pembahasan Usaha dan Energi

Demikianlah pembahasan singkat tentang Energi, Hukum kekekalan energi mekanik serta pembahasan contoh soal dan jawabannya. Semoga bermanfaat ya, jangan lupa bagikan kepada yang lainnya.

Leave a Reply