Sonora.ID - Kali ini, kita akan menilik bersama-sama tentang contoh soal hukum kekekalan energi beserta pembahasannya.

Materi satu ini dipelajari dalam mata pelajaran Fisika. Memangnya, apa itu hukum kekekalan energi?

Sesuai namanya, hukum kekekalan energi adalah hukum fisika yang menyatakan bahwa energi itu abadi, tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan sehingga tidak berubah sepanjang waktu.

Dikutip dari Gramedia, energi yang dimaksud dalam hukum kekekalan energi adalah energi kinetik, potensial, dan mekanik.

Baca Juga: Hukum Kekekalan Energi: Jenis, Rumus, dan Contoh Penerapannya

Rumus Hukum Kekekalan Energi

Sebelum bisa membahas contoh soal hukum kekekalan energi, kita sebaiknya mengetahui rumusnya terlebih dahulu, yakni sebagai berikut.

1. Rumus hukum kekekalan energi mekanik

• Em1 = Em2
• Ek1 + Ep1 = Ek2 + Ep2

Keterangan:
Em1 = energi mekanik awal
Em2 = energi mekanik akhir (J)
Ek1 = energi kinetik awal
Ek2 = energi kinetik akhir (J)
Ep1 = energi potensial awal
Ep2 = energi potensial akhir (J)

2. Rumus hukum kekekalan energi kinetik

• Ek = ½ mv2

Keterangan:
Ek = energi kinetik
m = massa benda (kg)
v = kecepatan (m/s)
Ek = energi kinetik (J)

Baca Juga: 10 Contoh Soal Gelombang Stasioner dan Lengkap dengan Pembahasan

3. Rumus hukum kekekalan energi potensial

• Ep = ½ k x2

Keterangan:
Ep = Energi potensial
k = tetapan elastisitas pegas (N/m)
x = perubahan panjang benda (m)

Contoh Soal Hukum Kekekalan Energi beserta Pembahasannya

1. Diketahui sebuah balok meluncur dari bagian atas bidang miring licin hinggat tiba di bagian dasar bidang miring tersebut. Jika puncak bidang miring berada pada ketinggian 32 meter diatas permukaan lantai, maka kecepatan balok saat tiba di dasar bidang adalah ....

Pembahasan
h1 = 32 m, v1 = 0, h2 = 0, g=10 m/s2
v2 = ?

Menurut hukum kekekalan energi mekanik
Em1 = Em2
Ep1 + Ek1 = Ep2 + Ek2
m.g.h1 + ½ m.v12 = m.g.h2 + ½m.v22
m. 10 (32) + 0 = 0 + ½m.v22
320 m = ½m.v22
320= ½ v22
640= v22
v2 = √640 m/s = 8 √10 m/s

2. Sienty menjatuhkan sebuah kunci motor dari ketinggian 2 meter sehingga kunci bergerak jatuh bebas ke bawah rumah. Jika percepatan gravitasi di tempat itu 10 m/s2, maka kecepatan kunci setelah berpindah sejauh 0,5 meter dari posisi awalnya adalah ....

Pembahasan
h1 = 2 m, v1 = 0, g = 10 m/s2, h = 0,5 m, h2 = 2 – 0, 5 = 1,5 m
v2 = ?

Berdasarkan hukum kekekalan energi mekanik
Em1 = Em2
Ep1 + Ek1 = Ep2 + Ek2
m.g.h1 + ½ m.v12 = m.g.h2 + ½m.v22
m. 10 (2) + 0 = m. 10 (1,5) + ½m.v22
20 m = 15 m + ½m.v22
20= 15 + ½ v22
20 – 15 = ½ v22
5 = ½ v22
10 = v22
v2 = √10 m/s

Baca Juga: 20 Contoh Soal Transformator Kelas 9 Lengkap dengan Jawaban

3. Diketahui sebuah benda bermassa 5 kg dilemparkan vertikal ke atas dengan kecepatan awal 10 m/s. Besarnya energi potensial di titik tertinggi yang dicapai oleh benda tersebut adalah…

Pembahasan:
Diketahui m = 5 kg dan v = 10 m/s
Ep2 = Ek1
= ½ mv2
= ½ x 5 x 102
= 250 Joule

4. Sebuah benda dijatuhkan dari ketinggian 5 m di atas tanah. Pada saat mengenai tanah, benda tersebut memperoleh energi kinetik sebesar 450 Joule. Hitunglah massa benda itu! (g = 10 m/s²).

Pembahasan:
EpA + EkA = EpB +EkB
Ek di A = 0 (karena kecepatan awal = 0).
Ep di B = 0 (karena ketinggian benda di B = 0)

Jadi: EpA + EkA = EpB +EkB
m.g.h + 0 = 0 + Ek di tanah.
m.10.5 = 450
50 m = 450
m = 450/50 = 9 kg.

Jadi, massa benda adalah 9 kg.

Baca Juga: Contoh Soal Dilatasi Waktu, dengan Pembahasan yang Mudah Dimengerti

Demikian tadi contoh soal hukum kekekalan energi beserta pembahasannya. Semoga bermanfaat!