Hukum kekekalan energi mekanik sering kita jumpai dalam kehidupan sehari-hari. misalnya ketika sebuah benda dipegang pada ketinggian 3 meter diatas tanah, maka dia tidak memiliki energi kinetik namun memiliki energi potensial. Kenapa ia hanya memiliki energi potensial? karena benda tersebut tidak bergerak sehingga dapat dikatakan bahwa energi kinetiknya nol. Benda terebut memiliki energi potensial gravitasi sehingga apabila benda tersebut dijatuhkan ia akan terdapat energi kinetik.
terdapat contoh lain hukum kekekalan energi mekanik ini yaitu saat bermain ayunan. Awalnya sebuah usaha dari luar akan diberikan pada sebuah sistem yang membawa ayunan berasal dari sebuah titik terendah A ke titik tertinggi B dan C. Sistem mempunyai sebuah energi potensial yang maksimum dengan nol energi kinetik ketika berada di titik B dan C. Akan tetapi, setelah sistem berayun maka energi potensial pada titik tersebut akan semakin berkurang karena terjadinya perubahan sebagian energi dari potensial menjadi kinetik berdasarkan hukum dari kekekalan energi mekanik.
ketika ayunan sudah mencapai titik A maka energi potensial dari bandul tersebut adalah nol. Sebab semua jumlah energi potensial sendiri sudah diubah menjadi sebuah energi kinetik. Sementara perjalanan dari titik A ke C sendiri membuat energi kinetik semakin kecil, sebab energi kinetik yang terdapat pada sistem ayunan titik ini diubah sebagian menjadi sebuah energi potensial. Ketika ayunan terus berlangsung, maka semakin lama kecepatan ayunan akan semakin mengecil sehingga bandul tak dapat mencapai titik B, akhirnya bandul berhenti.
Selain pada Ayunan, contoh lain dari Hukum kekekalan Energi Mekanik adalah Roler Coster, permainan ini menggunakan Konsep fisika.
Konsep Fisika yang digunakan dalam Roler Coster antara lain:
1.
Energi
Potensial (Ep)
Energi potensial, EP,
yakni energi yang “dikandung” roller coaster dikarenakan oleh posisinya.
·
Bernilai
maksimum di posisi puncak lintasan ( Ep = mgh ).
·
Bernilai nol
di posisi “lembah” (posisi terendah) lintasan ( Ep = 0 ).
· Energi potensial diubah menjadi energi
kinetik ketika roller coaster bergerak menurun
2.
Energi
Kinetik (Ek)
Energi Kinetik, Ek,
yakni energi yang dihasilkan oleh roller coaster karena geraknya (dalam hal ini
kecepatan).
·
Bernilai nol
di posisi puncak lintasan ( Ek = 0 ).
· Bernilai maksimum jika berada di posisi
“lembah” (posisi terendah) dari lintasan
·
Energi
kinetik di ubah menjadi energi potensial ketika roller coaster bergerak naik
3.
Energi Mekanik
Puncak titik A sengaja
dirancang lebih tinggi dari pada loop B, hal tersebut memungkinkan energi
potensial di A lebih besar sehingga mampu berjalan melalui lintasan di B dengan
baik.
Lintasan roller coaster
sengaja di rancang seperti tetesan air mata yang terbalik. Karena jika
lintasannya di rancang seperti tetesan air mata yang sesungguhnya atau
lingkaran penuh maka saat kendaraan berada pada posisi terendah, maka bobot
beban akan terasa enam kali lebih berat dari pada berat normalnya. Dan hal itu
dapat menyebabkan pusing yang begitu dahsyat dan mengakibatkan pingsan.
4. Dinamika Roller Coster
Gerak roller coaster mengalami percepatan. Yakni perubahan kecepatan
terhadap waktu.
5. Gaya Gravitasi
Pada roller coaster, pasti kita mengalami gaya gravitasi, yakni gaya
(interaksi) yang disebabkan oleh tarikan massa bumi terhadap massa tubuh kita
(karena massa bumi jauh lebih besar dibandingkan dengan massa tubuh).
6. Kekekalan Energi
7. Gaya Sentripetal
8. Gaya Sentrifugal
Unduh :
https://drive.google.com/file/d/16I_rSx2wnqeq3Src_GDkILxkoK0ktWh6/view?usp=drivesdk
Hubungan Energi Potensial dan Gaya Konservatif
Gaya Konservatif adalah gaya yang memiliki sifat bahwa usaha yang dilakukan untuk membawa suatu beban dibawah pengaruh gaya itu tidak bergantung pada jalan atau lintasan yang ditempuh. Melainkan hanya bergantung pada posisi awal dan posisi akhir benda.
Rumus :
Unduh :
Hubungan Energi Kekekalan Energi Mekanik dan Gaya Konservatif
1. Gaya Berat
Syarat :
Dapat digunakan pada kasus gerak jatuh bebas, Vertikal keatas dan gerak Peluru sehingga
dan
Rumus:
2. Gaya Pegas
Syarat :
Dapat digunakan misalnya pada kasus gerak benda yang dihubungkan ke ujung pegas mendatar jadi
dan
Rumus:
Unduh :
Grafik Hukum Kekekalan Energi Mekanik
Soal
1. Benda bermassa 2 kg yang pada mulanya diam, meluncur tanpa gesekan dari ketinggian 10 meter di atas permukaan tanah. Energi kinetik dan kelajuan benda pada ketinggian 2 meter di atas permukaan tanah adalah… g = 10 m/s2
2. Sebuah mangga yang massanya 100 gram dilempar secara vertikal ke atas. Pada waktu ketinggiannya 10 meter dari permukaan tanah memiliki kecepatan 4 m/s. Berapakah energi mekanik buah mangga pada saat tersebut? Jika g =10 m/s2
3. Sebuah buku yang massanya 1 kg jatuh dari apartemen. Pada saat jatuh ke tanah, kecepatan buku tersebut 20 m/s. Berapakah ketinggian apartemen tempat buku jatuh tersebut? Jika nilai g = 10 m/s2
4. Kardus mainan yang massanya 2 kg jatuh dari ketinggia rumah lante 2 yang tingginya 10 meter dan percetapatan gravitasi bumi 10 m/s2. Berapakah kecepatan kardus pada saat jatuh ke tanah?
5. Benda yang awalnya bergerak dengan kecepatan konstan v menjumpai lintasan kasar dengan gaya gesek sebesar 20 N sepanjang 15 meter. Hitung besar perubahan energi sistem!
Tidak ada komentar:
Posting Komentar