Materi Aturan Kekekalan Energi Mekanik Beserta Pola Soal
Energi mekanik yakni energi yang dihasilkan oleh benda alasannya yakni sifat geraknya. Energi mekanik ialah jumlah energi potensial dan energi kinetik yang dimiliki oleh benda. Secara matematis dituliskan:
Em = Ep + Ek
(1)
Misalnya, sebuah benda jatuh bebas dari ketinggian h di bawah imbas gravitasi, perhatikan gambar diberikut!
Hukum Keabadian Energi Mekanik pada gerak jatuh bebas.
Pada ketinggian tersebut, benda mempunyai energi potensial Ep = m.g.h dan energi kinetik Ek = 0. Energi mekanik di titik A adalah:
Em A = EpA + EkA
EmA = m.g.h + 0 = m.g.h
(2)
Pada ketika benda bergerak jatuh, tingginya berkurang dan kecepatannya bertambah. melaluiataubersamaini demikian, energi potensialnya berkurang, tetapi energi kinetiknya bertambah. Tepat sebelum benda menyentuh tanah (di titik B), tiruana energi potensial akan diubah menjadi energi kinetik. Dapat dikatakan energi potensial di titik B.
EpB = 0
dan energi kinetiknya,
Sehingga energi mekanik pada titik tersebut adalah:
EmB = EpB + EkB
(3.a)
Berdasarkan persamaan pada gerak jatuh bebas, besarnya kecepatan di titik B adalah:
sehingga:
(3.b)
Berdasarkan persamaan (3.a) dan (3.b) ternyata energi mekanik di A dan B besarnya sama, EmA = EmB.
melaluiataubersamaini demikian, sanggup dikatakan jikalau spesialuntuk gaya gravitasi yang bekerja pada benda, maka energi mekanik besarnya selalu tetap. Pernyataan ini dikenal dengan Hukum Keabadian Energi Mekanik, yang dirumuskan:
EmA = EmB
EpA + EkA = EpB + EkB
(4)
Persamaan (4) berlaku jikalau benda dalam medan gaya gravitasi dan tidak ada gaya lain yang bekerja. Misalnya, pegas yang mengalami getaran serasi dalam ruang hampa (tidak ada ukiran dengan udara) akan terus bergetar tanpa henti alasannya yakni energi mekaniknya tidak hilang.
misal Soal
Sebuah benda ditembakkan miring ke atas dengan sudut elevasi 30o dan dengan energi kinetik 400 J. Jika g =10 m/s2 , berapakah energi kinetik dan energi potensial benda ketika mencapai titik tertinggi?
Penyelesaian:
Diketahui:
α = 30o
EkA = 400 J
g = 10 m/s2
Ditanya:
EkB = ... ?
EpB = ... ?
Jawab:
Di titik tertinggi B, kecepatan benda:
EkA = 1/2 mv02 = 400 J
vB = vx = v0 .cos α = v0 .cos 30o = v0 ( 1/2 √ 3 )
EkB = 1/2 mv02 = 1/2 m( v0 1/2 √ 3) = 1/2 m . v02 3/4
Karena 1/2 mv02 = 400 J, maka:
EkB = 400. 3/4 = 300 J
Di titik A:
EpA = 0
EmA = EmB
EpA + EkA = EpB + EkB
0 + 400 = EpB + 300
EpB = 100 J
Belum ada Komentar untuk "Materi Aturan Kekekalan Energi Mekanik Beserta Pola Soal"
Posting Komentar