3 Contoh Soal Energi Mekanik dan Jawaban dalam Ilmu Fisika

Ilustrasi contoh soal energi mekanik - Sumber: https://pixabay.com/id/users/heungsoon-4523762/

Mengerjakan contoh soal energi mekanik dapat membantu siswa menjelaskan fenomena-fenomena fisika di sekitar mereka. Dengan memahami energi mekanik, siswa dapat mengaplikasikan hukum kekekalan energi dalam memecahkan soal fisika.

Materi dan contoh soal energi mekanik memang merupakan salah satu aspek penting dalam pelajaran fisika bagi siswa. Itulah sebabnya, diperlukan banyak contoh soal untuk digunakan berlatih sebelum menghadapi ujian.

Contoh Soal Energi Mekanik dan Jawabannya

Ilustrasi contoh soal energi mekanik - Sumber: https://pixabay.com/id/users/elchinator-10722855/

Berdasarkan buku Konsep Jitu Fisika SMP untuk Kelas 1, 2, & 3, Ari Damari, S.Pd, WahyuMedia, energi mekanik adalah jumlah total energi yang terkandung dalam suatu sistem mekanik. Energi mekanik terdiri dari dua komponen utama, yaitu energi kinetik dan energi potensial.

Agar lebih mudah memahaminya, berikut beberapa contoh soal energi mekanik dalam ilmu fisika disertai dengan jawabannya.

1. Sebuah bola dengan massa 0,5 kg dilemparkan ke atas dengan kecepatan awal 10 m/s. Tinggi maksimum yang dapat dicapai oleh bola adalah 5 meter di atas titik pelemparan. Tentukan energi mekanik total bola saat berada pada ketinggian maksimum!

Jawaban:

v^2 = u^2 + 2as

0^2 = 10^2 + 2(-9,8)s

0 = 100 - 19,6s

19,6s = 100

s = 100 / 19,6

s ≈ 5,1 meter

Energi Mekanik = Energi Kinetik + Energi Potensial

Energi Kinetik = 1/2 * massa * kecepatan^2

Energi Potensial = massa * percepatan gravitasi * ketinggian

Energi Kinetik = 1/2 * 0,5 * (0)^2 = 0 J (karena kecepatan adalah 0 m/s)

Energi Potensial = 0,5 * 9,8 * 5 = 24,5 J

Energi Mekanik Total = Energi Kinetik + Energi Potensial

= 0 J + 24,5 J

= 24,5 J

2. Sebuah benda dengan massa 2 kg dilemparkan ke atas dengan kecepatan awal 8 m/s. Jika tinggi maksimum yang dapat dicapai oleh benda adalah 10 meter di atas titik pelemparan, hitunglah energi kinetik benda saat melambung di ketinggian maksimum!

Jawaban:

Energi Kinetik = 1/2 * massa * kecepatan^2

= 1/2 * 2 * (0)^2

= 0 J

3. Sebuah benda dengan massa 0,2 kg dilemparkan ke atas dengan kecepatan awal 15 m/s. Benda mencapai tinggi maksimum 4 meter di atas titik pelemparan. Hitunglah energi mekanik total benda saat berada pada ketinggian maksimum.

Jawaban:

v^2 = u^2 + 2as

0^2 = 15^2 + 2(-9,8)s

0 = 225 - 19,6s

19,6s = 225

s = 225 / 19,6

s ≈ 11,5 meter

Energi Kinetik = 1/2 * massa * kecepatan^2

Energi Potensial = massa * percepatan gravitasi * ketinggian

Energi Kinetik = 1/2 * 0,2 * (0)^2 = 0 J (karena kecepatan adalah 0 m/s)

Energi Potensial = 0,2 * 9,8 * 4 = 7,84 J

Energi Mekanik Total = Energi Kinetik + Energi Potensial

= 0 J + 7,84 J

= 7,84 J

Baca Juga: Rumus dan Contoh Soal Energi Kinetik Rotasi beserta Pembahasan

Itu tadi contoh soal energi mekanik dan jawabannya. Energi mekanik berperan penting bagi siswa dalam menjelaskan fenomena gerak, perubahan energi, dan transformasi energi dalam berbagai konteks fisika. (DNR)