Rumus Energi Mekanik Adalah Bunyi, Hukum, dan Contoh Soal

Posted on

Rumusrumus.com kali ini akan membahas tentang rumus mekanik dan beberapa contoh tentang energi mekanik beserta bunyi hukum kekekalan energi mekanik dan beberapa contoh soal. untuk lebih jelasnya simak penjelasan dibawah ini

Pengertian Energi Mekanik

Energi Mekanik yaitu jumlah energi kinetik dan energi potensial pada satu benda.

RUMUS ENERGI MEKANIK
RUMUS ENERGI MEKANIK

Rumus Energi Mekanik

Em = Ep + Ek

Keterangan rumus :
Em adalah energi mekanik (joule)
Ep adalah = energi potensial (joule)
Ek adalah = energi kinetik (joule)

Energi mekanik erat kaitannya dengan hukum kekekalan energi.

Bunyi hukum kekekalan energi yaitu energi tidak bisa diciptakan dan tidak bisa dimusnahkan, melainkan energi bisa diubah dari bentuk satu ke bentuk yang lainnya.

Pada energi mekanik terdapat hukum kekekalan energi mekanik yaitu :

Em = Ep + Ek = konstan

Dapat ditulis :

Em1 = Em2
Ep1 + Ek1 = Ep2 + Ek2
m1 g h1 + ½ m1 v12 = m1 g h2 + ½ m1 v22

Keterangan :
m1  adalah massa benda (kg)
g  adalah percepatan gravitasi bumi (g =10 m/s2)
h1  adalah ketinggian benda pada posisi mula-mula
h2 adalah ketinggian benda diahir
v2  adalah kecepatan akhir benda
v1   adalah kecepatan awal benda

Contoh Energi Mekanik

Contoh dari penerapan energi mekanik bisa dilihat saat sebuah palu yang diangkat ke atas, lalu di pukulkan pada paku, dimana menyebabkan paku tersebut masuk ke dalam sebatang balok kayu. Berikut ini penjelasan lebih lengkapnya tentang energi mekanik pada sebuah palu :

  • Seperti yang diketahui, sebuah benda yang diam menyimpan energi potensial. Begitu juga dengan sebuah palu, terlebih ketika palu diangkat lebih tinggi, tentunya akan dihasilkan energi potensial yang lebih besar. Dalam hal ini sebuah palu tidak memiliki energi kinetik, hanya energi potensial.
  • Agar paku masuk ke dalam balok kayu, tentunya harus diangkat palu ke atas ( meningkatkan energi potensialnya karena posisi nya menjadi lebih tinggi).
  • Kemudian palu bergerak ke bawah dengan kecepatan tertentu untuk mendorong paku masuk ke dalam balok (sekarang memiliki energi kinetik memukul paku) .

Usaha yang dipakai contoh menggunakan Palu memasukkan paku ke dalam sebuah balok kayu merupakan perpaduan energi potensial dan energi kinetik, dimana kita menyebutnya dengan energi mekanik

Hukum Kekekalan Energi Mekanik

Hukum kekekalan energi mekanik dirumuskan dengan

EmA = EmB

Hal ini memiliki arti bahwa jumlah energi mekanik benda yang dipengaruhi oleh gaya gravitasi yaitu tetap. Energi mekanik didefinisikan sebagai penjumlahan antara energi kinetik dan energi potensial

Analisa Hukum Kekekalan Energi Mekanik

Ketika benda jatuh, makin berkurang ketinggiannya makin kecil energi potensialnya, sedangkan energi kinetiknya makin besar. Saat benda mencapai titik terendah, energi potensialnya terkecil dan energi kinetiknya terbesar. Mengapa demikian?

analisa hukum kekekalan energi mekanik
analisa hukum kekekalan energi mekanik

Perhatikan gambar diatas, Sebuah bola berada pada ketinggian h, maka energi potensial di titik A adalah EpA = m · g · h, sedangkan energi kinetiknya EkA = 1/2mv2

Karena v = 0, maka EkA = 0. Jumlah antara energi potensial di titik A dan energi kinetik di titik A = energi mekanik. Besarnya energi mekanik adalah:

EmA = EpA + EkA
EmA = mgh + 0
EmA = mgh

Contoh Soal Energi Mekanik

Soal No.1
Sebuah kelapa mempunyai massa 600 gram yang jatuh dari pohon pada ketinggian 10 meter.
Jika g =10 m/s2, berapakah energi mekanik pada buah kelapa tersebut ?

Diketahui
m = 600 gram = 0,6 kg
g =10 m/s2
h = 10 m

Karena buah kelapa sudah jatuh dan tidak diketahui kecepatannya
Maka Ek dikatakan nilainya nol. (Ek = 0)
Em = Ep
Em = m . g . h
Em = 0,6 . 10 . 10 = 60 Joule
Jadi, energi mekanik pada buah kelapa yang jatuh tersebut adalah 60 J.

Soal No.2
lihat gambar di bawah ini

contoh soal energi mekanik
contoh soal energi mekanik

Buah kelapa jatuh dari pohon pada ketinggian 4 meter, berapakah kecepatan buah kelapa di posisi B?
dengan g =10 m/s2

Jawab :
EMA = EMB
EPA + EKA = EPB + EKB
m . g . hA + 0 = m . g . hB + 1 2
m . VB2
1 2
m . VB2 = m . g . hB – m . g . hA
1 2
VB2 = g(hA – hB)
VB2 = 2g(hA – hB)
VB = √2g(hA – hB)
VB = √2 .10(4 – 2)
VB = √40
VB = 2√10 m/s

Soal no 3.
Sebuah apel mempunyai massa 300 gram jatuh dari pohon pada ketinggian 10 meter. Jika g =10 m/s2, berapakah energi mekanik pada apel?

Jawab :

m = 300 gram = 0,4 kg
g =10 m/s2
h = 10 m
ditanya Em?
Em = Ep + Ek
Karena bendanya telah jatuh dan tidak diketahui kecepatannya, maka Ek dikatakan nilainya nol. (Ek = 0)

Em = Ep
Em = m g h
Em = 0,3 x 10 x 10 = 30 joule
Maka, energi mekanik pada apel adalah 30 J.

Soal no 4
Sebuah mangga memiliki massa 100 gram dilempar secara vertikal ke atas. Saat ketinggiannya 10 meter dari permukaan tanah mempunyai kecepatan 4 m/s.
Berapakah energi mekanik buah mangga pada saat tersebut? Jika g =10 m/s2

Jawab :

m = 100 gram = 0,1 kg ; h = 10 m ;
v = 4 m/s ; g =10 m/s2
pertanyaan Em…?

Em = Ep + Ek
Em = m g h + ½ m v2
Em = 0,1 . 10 . 10 + ½ . 0.1 . 42
Em = 10 + 0,8
Em = 10,8 joule

Demikianlah penjelasan tentang artikel ini, Semoga bermanfaat

Artikel Terkait :


Baca Juga :