5 Contoh Soal Energi Mekanik Lengkap dengan Rumusnya, Ujian Fisika Jadi Lancar 

JAKARTA, iNews.id – Contoh soal energi mekanik berikut ini bisa dipelajari lebih dalam. Hal ini bertujuan agar nantinya bisa mengerjakan dengan mudah tugas mata pelajaran fisika di sekolah.

Sebelum lebih jauh melihat contoh soal energi mekanik, tak ada salahnya mengenal apa itu energi mekanik. Berdasarkan Kamus Besar Bahasa Indonesia (KBBI), energi mekanik adalah kekuatan yang mampu menggerakkan atau memindahkan bagian-bagian rangkaian peralatan.

Baca Juga

Ini 10 Pasukan Khusus Terganas di Dunia, Apakah Indonesia Masuk?

Sementara, Menurut Kandi dan Yamin Winduono dalam buku Energi dan Perubahannya (2012), peristiwa jatuhnya sebuah benda memuat dua energi sekaligus yaitu energi kinetik dan energi potensial gravitasi. Sehingga bisa dikatakan bahwa energi mekanik terdiri dari energi potensial dan energi kinetik.

Rumus Energi Mekanik

rumus energi mekanik, yaitu EM = EP + EK. 

1. Keterangan:

EM: energi mekanik
EP: energi potensial
EK: energi kinetik

Rumus Energi Potensial = m . g . h
Rumus Energi Kinetik = 1/2 . m . v2

2. Keterangan:

m = massa (kg)
g = percepatan gravitasi (9,8 m/s2)
h = tinggi (meter)
v = kecepatan (m/s)

Contoh Soal Energi Mekanik

Contoh Soal 1

Suatu bola dengan massa 0,6 kg didorong dari permukaan meja yang tingginya 4 meter dari tanah. Jika kecepatan bola pada saat lepas dari bibir meja 20 m/s, maka EM bola pada saat ketinggian 2 meter dari tanah adalah?

Pembahasan

Diketahui:

m = 0,6 kg
h = 4 m
v = 20 m/s

Ditanya: EM saat h = 2 m?

Jawaban:

EM = EK + EP
EM = 1/2mv2 + mg(h2 – h1)
EM = 1/2.0,6.400 + 0,6.10.(4-2)
EM = 120 + 12

EM = 132 Joule

Jadi, EM bola pada saat ketinggian 2 meter adalah 132 Joule.

Contoh Soal 2

Besar energi mekanik pada benda yang jatuh bebas adalah 168 Joule. Besar energi kinetik saat energi potensialnya 68 Joule adalah…

Pembahasan

Diketahui:

EM = 168 Joule
EP = 68 Joule

Ditanya: EK?

Jawaban:

EM = EP + EK
168 = 68 + EK
EK = 168-68
EK = 100 Joule

Jadi, besar energi kinetik saat energi potensialnya 68 Joule, adalah 100 Joule.

Contoh Soal 3

Bola dengan massa 100 gram dilempar vertikal ke atas dengan kecepatan 40 m/s, tentukan EP, EK, dan EM saat berada:

a. pada ketinggian 10 m

b. di puncak lintasan (titik tertinggi)

Pembahasan

Diketahui:

m = 100 gram = 0.1 kg
v = 40 m/s

Ditanya:

a. EP, EK, EM saat h = 10 m

b. EP, EK, EM saat hmax

Jawaban:

a. saat h = 10 m

EP = mgh
EP = 0.1.10.10
EP = 10 Joule

EK = 1/2.m.v2
EK = 1/2.0.1.402
EK = 80 Joule

EM = EP + EK
EM = 10 + 80
EM = 90 Joule

Jadi, EP, EK, dan EM bola pada ketinggian 10 m secara berurutan adalah 10, 80, dan 90 Joule.

b. saat hmax

hmax = v02/2g
hmax = 402/2.10
hmax = 1600/20
hmax = 80 m

Pada hmax, v = 0 m/s

EP = mg( hmax + h)
EP = 0,1.10(80+10)
EP = 90 Joule
EK = 1/2mv2
EK = 1/2.0,1.02
EK = 0 Joule

EM = EP + EK
EM = 90 + 0
EM = 90 Joule

Jadi, EP, EK, dan EM bola saat ketinggian maksimum secara berurutan adalah 90, 0, dan 90 Joule.

Contoh Soal 4

Sebuah bola dengan massa 0,8 kilogram didorong oleh Banu dari permukaan meja yang tingginya 2 meter dari tanah. Berapakah besar energi mekanik pada bola saat ketinggian 1 meter bila kecepatan bola lepas dari sisi meja adalah 10m/s?

Pembahasan:

EM= Ek + Ep

EM = ( ½.m.(v pangkat 2)) + m.g.h

EM = ( ½ x 0,8 x 100) + (0,8 x 9,8 x (2-1))

EM = 40 + 7,84

EM = 47,84 Joule

Jadi, besar energi mekanik pada bola saat ketinggian 1 meter adalah 47,84 Joule.

Contoh 5

Albert berdiri di atas meja setinggi 0.75 m. Ia meletakkan sebuah buku seberat 0,25 kg di atas kepalanya.

Jika tinggi Albert 165 cm, berapakah energi potensial gravitasi yang dimiliki buku terhadap meja?

Jawab:

Energi potensial buku terhadap meja

Ep = m x g x h

Ep = 0,25 x 10 x 1,65

Ep = 4,125 Nm

Ep = 4,125 Joule

Editor: Johnny Johan Sompotan