Materi Fisika SMA – Hukum Kekekalan Energi Mekanik

AhmadDahlan.Net – Energi merupakan satuan kapasitas untuk melakukan suatu pekerjaan atau usaha. Contoh energi yang bisa kita temukan di kehidupan sehari – hari adalah energi panas, energi listrik, energi mekanik, dan lain sebagainya. Energi dapat berubah bentuk menjadi energi lain, contohnya kipas yang mengubah energi listrik menjadi energi mekanik. Proses berubah nya energi ini diatur dalam Hukum Kekekalan Energi. Berikut adalah pembahasan mengenai Hukum Kekekalan Energi Mekanik.

A. Pengertian Hukum Kekekalan Energi Mekanik

Hukum kekekalan energi merupakan hukum yang menyatakan bahwa energi tidak dapat dihilangkan, tetapi dapat berubah dari satu bentuk energi ke bentuk energi yang lain. Energi mekanik merupakan penjumlahan dari energi potensial dengan energi kinetik benda. Hukum kekekalan energi mekanik merupakan hukum yang menyatakan bahwa besar energi mekanik pada benda yang bergerak selalu tetap.

Benda yang bergerak vertikal ke atas memiliki energi potensial dan juga energi kinetik. Energi potensial benda dipengaruhi oleh ketinggian, sehingga semakin tinggi bola dilempar semakin besar energi potensial nya. Sedangkan, energi kinetik dipengaruhi oleh kecepatan benda, sehingga semakin berkurang kecepatan benda semakin kecil energi kinetiknya.

B. Persamaan Hukum Kekekalan Energi Mekanik

Besarnya energi mekanik dapat dituliskan sebagai berikut :

E_m=E_p+E_k

E_m=(m.g.h)+(\frac12\ m.υ^2)

Berdasarkan prinsip Hukum Kekekalan Energi Mekanik, maka diperoleh :

E_{m1}=E_{m2}

E_{p1}+E_{k1}=E_{p2}+E_{k2}

Keterangan,
E_m : Energi mekanik (J)
E_p : Energi potensial (J)
E_k : Energi kinetik (J)
m : massa (kg)
g : percepatan gravitasi (m/s²)
h : ketinggian benda (m)
υ : kecepatan benda (m/s)

C. Contoh Soal

Sebuah bola bermassa 0,2 kg dilemparkan vertikal ke atas. Pada ketingian 5 m kecepatan bola menjadi 10 m/s. Jika percepatan gravitasi adalah 10 m/s², tentukanlah energi mekanik bola yang dilemparkan!

Pembahasan

Dik :
m = 0,2 kg
h = 5 m
υ = 10 m/s
g = 10 m/s²

Dit :
E_m = ?

Pembahasan :

E_m=E_p+E_k

E_m=(m.g.h)+(\frac12\ m.υ^2)

E_m=((0,2\ kg)(10\ m/s^2)(5\ m))+(\frac12\ (0,2\ kg)(10\ m/s)^2)

E_m=((0,2\ kg)(10\ m/s^2)(5\ m))+(\frac12\ (0,2\ kg)(100\ m^2/s^2)

E_m=10\ J+10\ J

E_m=20\ J

Jadi, energi mekanik bola tersebut adalah 20 J