Pengertian, Rumus dan Bunyi Hukum Kekekalan Energi serta Contoh Soalnya
Desember 04, 2015
Edit
Pada pembahasan kali ini akan dijelaskan tentang pengertian hukum kekekalan energi, rumus hukum kekekalan energi dan bunyik hukum kekekalan energi serta contoh soal hukum kekekalan energi.
Itu artinya jumlah energi kinetik dan energi potensialnya selalu tetap. Jika energi kinetiknya membesar maka energi potensialnya mengecil, begitu juga sebaliknya.
Ketika ayunan berada pada simpangan terjauh (posisi A dan C), energi potensial anak maksimum, sedangkan energi kinetik anak sama dengan nol.
Pada saat berada pada posisi paling bawah (posisi B), energi potensialnya paling kecil, sedangkan energi kinetiknya maksimum.
Tahukah kamu apa sebabnya? Hal ini akan terjadi secara berulang jika tidak terjadi gaya gesekan. Jadi, energi mekanik selalu tetap, meskipun energi kinetik dan energi potensial anak selalu berubah. Konsep ini dikenal sebagai hukum kekekalan energi mekanik. Kapan berlakunya hukum kekekalan energi mekanik?
Em1, Em2 : energi mekanik awal dan energi mekanik akhir (J).
Ek1, Ek2 : energi kinetik awal dan energi kinetik akhir (J).
Ep1, Ep2 : energi potensial awal dan energi potensial akhir (J).
Pada kenyataannya, simpangan ayunan akan berkurang dan lambat laun akan berhenti. Hal ini karena pada ayunan terjadi gaya gesekan.
a. Berapa energi potensial dan energi kinetik mula-mula?
b. Berapa energi potensial dan energi kinetik pada saat tingginya 4,8 m? Berapa kecepatan mangga saat itu?
c. Berapa kecepatan saat menyentuh tanah?
Pembahasan
Diketahui:
m = 1,2 kg
h = 5 m
g = 10 m/s2
Ditanya:
a. Ep dan Ek mula-mula = ...?
b. Ep dan Ek saat h1 = 4,8 = ...? v1 = ...?
c. v saat menyentuh tanah = ...?
Jawab:
a. Ep = m g h
= 1,2×5 ×10 = 60 joule
Ek = 0
b. Ep1 = m g h1
= 1,2× 4,8×10
= 57,6 joule
Ep1+Ek1 = Ep+Ek
57,6 + Ek1= 60 + 0
Ek1 = 60 – 57,6
= 2,4 joule
1/2 mv2 = Ek1
1/2 x 1,2 v12 = 2,4
v12 = 4
v1 = 2 m/s
c. Ep3 + Ek3 = Ep + Ek
0 + 1/2mv32 = 60 + 0
1/2 x 1,2 x v32 = 60
v32 = 100
v3 = 10 m/s
Kecepatan mangga saat menyentuh tanah = 10 m/s.
Hemat Energi
Macet lagi ... Macet lagi ... Itulah salah satu ungkapan kekesalan karena kemacetan di kota besar. Kemacetan itu sendiri mengakibatkan polusi udara. Bagaimana mengurangi kedua masalah tersebut?
Mari bersama-sama membudayakan kendaraan umum ketika berpergian. Dengan demikian, mobil pribadi yang melintas di jalan raya berkurang. Selain irit, hal ini juga dapat mengurangi polusi udara yang ditimbulkan oleh kendaraan bermotor.
Di antaranya, bahan bakar sintetis, energi sampah, energi dari usaha tani, kayu, energi pasang surut air laut, energi matahari, energi angin, dan energi nuklir.
Baca juga: Perubahan Bentuk Energi Lengkap
Pengertian Hukum kekekalan energi
Pernahkah kamu melihat anak yang sedang bermain ayunan? Mengapa dengan sekali dorong, anak dapat berayun berulang kali? Anak yang sedang bermain ayunan, energi mekaniknya selalu tetap.Itu artinya jumlah energi kinetik dan energi potensialnya selalu tetap. Jika energi kinetiknya membesar maka energi potensialnya mengecil, begitu juga sebaliknya.
Ketika ayunan berada pada simpangan terjauh (posisi A dan C), energi potensial anak maksimum, sedangkan energi kinetik anak sama dengan nol.
Pada saat berada pada posisi paling bawah (posisi B), energi potensialnya paling kecil, sedangkan energi kinetiknya maksimum.
 |
| Gambar: Ayunan |
Tahukah kamu apa sebabnya? Hal ini akan terjadi secara berulang jika tidak terjadi gaya gesekan. Jadi, energi mekanik selalu tetap, meskipun energi kinetik dan energi potensial anak selalu berubah. Konsep ini dikenal sebagai hukum kekekalan energi mekanik. Kapan berlakunya hukum kekekalan energi mekanik?
Bunyi Hukum Kekekalan Energi
Hukum kekekalan energi menyatakan bahwa energi tidak dapat diciptakan dan dimusnahkan, tetapi hanya dapat berubah dari satu bentuk ke bentuk energi lain.
Rumus Hukum Kekekalan Energi
Hukum kekekalan energi mekanik menyatakan bahwa besar energi mekanik pada benda yang bergerak selalu tetap. Secara matematis dirumuskan sebagai berikut.Em1 = Em2
Ek1 + Ep1 = Ek2 + Ep2Keterangan:
Em1, Em2 : energi mekanik awal dan energi mekanik akhir (J).
Ek1, Ek2 : energi kinetik awal dan energi kinetik akhir (J).
Ep1, Ep2 : energi potensial awal dan energi potensial akhir (J).
Pada kenyataannya, simpangan ayunan akan berkurang dan lambat laun akan berhenti. Hal ini karena pada ayunan terjadi gaya gesekan.
Contoh Soal Hukum Kekekalan Energi
Sebuah mangga bermassa 1,2 kg jatuh dari pohon dengan ketinggian 5 m di atas tanah. (g = 10 m/s2).a. Berapa energi potensial dan energi kinetik mula-mula?
b. Berapa energi potensial dan energi kinetik pada saat tingginya 4,8 m? Berapa kecepatan mangga saat itu?
c. Berapa kecepatan saat menyentuh tanah?
Pembahasan
Diketahui:
m = 1,2 kg
h = 5 m
g = 10 m/s2
Ditanya:
a. Ep dan Ek mula-mula = ...?
b. Ep dan Ek saat h1 = 4,8 = ...? v1 = ...?
c. v saat menyentuh tanah = ...?
Jawab:
a. Ep = m g h
= 1,2×5 ×10 = 60 joule
Ek = 0
b. Ep1 = m g h1
= 1,2× 4,8×10
= 57,6 joule
Ep1+Ek1 = Ep+Ek
57,6 + Ek1= 60 + 0
Ek1 = 60 – 57,6
= 2,4 joule
1/2 mv2 = Ek1
1/2 x 1,2 v12 = 2,4
v12 = 4
v1 = 2 m/s
c. Ep3 + Ek3 = Ep + Ek
0 + 1/2mv32 = 60 + 0
1/2 x 1,2 x v32 = 60
v32 = 100
v3 = 10 m/s
Kecepatan mangga saat menyentuh tanah = 10 m/s.
Penghematan energi
Minyak, batu bara, dan gas alam merupakan bahan tambang yang tidak dapat diperbaharui. Bahan-bahan tersebut merupakan sumber energi. Semakin sering digunakan maka bahan-bahan tambang tersebut akan semakin cepat habis. Apa yang kamu lakukan di rumah untuk menghemat energi?Hemat Energi
Macet lagi ... Macet lagi ... Itulah salah satu ungkapan kekesalan karena kemacetan di kota besar. Kemacetan itu sendiri mengakibatkan polusi udara. Bagaimana mengurangi kedua masalah tersebut?
Mari bersama-sama membudayakan kendaraan umum ketika berpergian. Dengan demikian, mobil pribadi yang melintas di jalan raya berkurang. Selain irit, hal ini juga dapat mengurangi polusi udara yang ditimbulkan oleh kendaraan bermotor.
Sumber energi pengganti
Salah satu cara untuk menghindari habisnya sumber energi, yaitu mencari sumber energi pengganti. Banyak penelitian yang telah dilakukan untuk menemukan sumber energi pengganti tersebut.Di antaranya, bahan bakar sintetis, energi sampah, energi dari usaha tani, kayu, energi pasang surut air laut, energi matahari, energi angin, dan energi nuklir.
Baca juga: Perubahan Bentuk Energi Lengkap