Usaha & Energi: Contoh Soal Energi Kinetik dan Energi Potensial

Perhatikan gerak jatuh kelapa dari pohonnya!. Manakah yang energi kinetiknya lebih besar, saat mencapai kedudukan A, B atau C ? Hitunglah energi kinetik buah kelapa saat mencapai titik A, B dan C, bila massa kelapa 0,5 kg, tinggi h = 8,7 m, tinggi di A = 6,4 m, dan tinggi di B = 4,42 m. Penjelasan: Untuk menghitung energi kinetik dengan rumus Ek = ½ mv2, kita harus memiliki data massa dan kecepatan. Kecepatan jatuh bebas kita hitung dengan rumus v = √(2gh) atau v2 = 2gh, dalam hal ini h adalah perpindahan atau ketinggian benda yang dihitung dari kedudukan awal (8,7 m sesuai gambar). Pembahasan: Diketahui: m = 0,5 kg g = 10 m/s2 hA = (8,7 – 6,4) m = 2,3 m hB = (8,7 – 4,42) m = 4,28 m hC = (8,7 – 0) m = 8,7 m Ditanyakan: EkA = ...? EkB = ...? EkC = ...? Penyelesaian: Ek = ½ mv2 dengan v2 = 2gh ========== Energi Kinetik di Titik A (EkA) -> hA = 2,3 m vA2 = 2gh vA2 = (2)(10)(2,3) vA2 = 46 m/s EkA = ½ m vA2 EkA = ½ (0,5)(46) EkA = 11,5 Joule ========== Energi Kinetik di Titik B (EkB) -> hB = 4,28 m vB2 = 2gh vB2 = (2)(10)(4,28) vB2 = 85,6 m/s EkB = ½ m vB2  EkB = ½ (0,5)(85,6) EkB = 21,4 Joule ========== Energi Kinetik di Titik C (EkC) -> hC = 8,7 m vC2 = 2gh vC2 = (2)(10)(8,7) vC2 = 174 m/s EkC = ½ m vC2  EkC = ½ (0,5)(174) EkC = 43,5 Joule ========== Jadi: Energi Kinetik di titik A (EkA) = 11,5 Joule Energi Kinetik di titik B (EkB) = 21,4 Joule Energi Kinetik di titik C (EkC) = 43,5 Joule Semakin besar kecepatan suatu benda (v) dan semakin dekat dengan permukaan tanah, maka energi kinetiknya (Ek) semakin besar.

Perhatikan gerak jatuh kelapa dari pohonnya!. Manakah yang energi potensialnya lebih besar, saat mencapai kedudukan A, B atau C ? Hitunglah energi potensial buah kelapa saat mencapai titik A, B dan C, bila massa kelapa 0,5 kg, tinggi h = 8,7 m, tinggi di A = 6,4 m, dan tinggi di B = 4,42 m. Pembahasan: Diketahui: m = 0,5 kg g = 10 m/s2  hA = 6,4 m hB = 4,42 m hC = 0 m Ditanyakan: EpA = ...? EpB = ...? EpC = ...? Penyelesaian: Ep = m.g.h ========== Energi Potensial di Titik A (EpA) -> hA = 6,4 m EpA = m.g.hA EpA = (0,5)(10)(6,4) EpA = 32 Joule ========== Energi Potensial di Titik B (EpB) -> hB = 4,42 m EpA = m.g.hB EpA = (0,5)(10)(4,42) EpA = 22,1 Joule ========== Energi Potensial di Titik C (EpC) -> hC = 4,42 m EpA = m.g.hC EpA = (0,5)(10)(0) EpA = 0 Joule ========== Jadi: Energi Potensial di titik A (EpA) = 32 Joule Energi Potensial di titik B (EpB) = 22,1 Joule Energi Potensial di titik C (EpC) = 0 Joule Semakin dekat dengan permukaan tanah, maka energi potensial (Ep) semakin kecil.