ENERGI MEKANIKOleh:

Vina Fitri Yani Rahmawati14708251013

ENERGI

Energi adalah suatu kemampuan untuk melakukan kerja, kegiatan atau usaha.

Satuan energi dalam SI adalah Joule (J).

Energi MekanikEnergi PanasEnergi MagnetikEnergi ListrikEnergi KimiaEnergi BunyiEnergi NuklirEnergi CahayaEnergi MatahariEnergi Potensial

Energi Mekanik

merupakan energi total yang dimiliki benda sebagai penjumlahan dari energi potensial dan energi kinetiknya.

Energi Potensial Energi Kinetik

Energi Potensial

merupakan energi yang dimiliki benda karena kedudukannya,

misal berada pada ketinggian tertentu. Seperti buah

yang jatuh pada ketinggian tertentu akan memiliki energi potensial

yang sebanding dengan ketinggiannya.

Sebagai contoh sebuah batu yang kita angkat pada ketinggian tertentu memiliki energi potensial, jika batu kita lepas maka batu akan melakukan kerja yaitu bergerak ke bawah atau jatuh. Jika jatuhnya batu mengenai tanah lembek maka akan terjadi lubang, batu yang kita angkat lebih tinggi maka energi potensial yang dimiliki batu lebih besar pula sebagai akibat lubang yang terjadi lebih dalam. Jika massa batu lebih besar energi yang dimiliki juga lebih besar, batu yang memiliki energi potensial ini karena gaya gravitasi bumi, energi ini disebut energi potensial bumi.

Energi Potensial Gravitasi

Energi potensial ada karena adanya gravitasi bumi. Dapat dirumuskan sebagai:

Keterangan:Ep: Energi potensial (J)m: massa benda (kg)g: percepatan gravitasi (m/s2)h: tinggi benda dari permukaan tanah (meter)

Energi Potensial Elastis

Selain energi potensial gravitasi terdapat juga energi potensial elastis. Energi potensial elastis tersimpan di dalam pegas yang direnggangkan

dapat dihitung dengan menemukan usaha yang diperlukan untuk merenggangkan pegas tersebut sejauh x dari panjang asli pegas

sebelum direnggangkan.Energi ini dimiliki benda yang memiliki sifat elastis,

misalnya karet, busur panah dan pegas.

Keterangan:Ep: Energi potensial (J)k : konstanta pegas (N/m²)x : perpanjangan pegas (m)

Energi Kinetik

Energi kinetik adalah energi yang dimiliki benda karena geraknya. Makin besar kecepatan benda bergerak makin besar energi kinetiknya

dan semakin besar massa benda yang bergerak makin besar pula energi kinetik yang dimilikinya.

Secara matematis dapat dirumuskan:

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

Energi Mekanik

Energi mekanik adalah jumlah energi dalam sistem mekanis, atau kelompok benda yang berinteraksi

berdasarkan prinsip mekanik dasar. Energi mekanik termasuk energi kinetik atau energi gerak,

dan energi potensial atau energi yang tersimpan karena posisi. Biasanya, dalam sistem mekanis, gravitasi adalah satu-satunya

gaya luar utama yang perlu dipertimbangkan. Sebaliknya, dalam sistem kimia, gaya antara molekul individual

dan atom semua harus diperhitungkan.

Jumlah energi mekanik dapat dihitung hanya dengan menambahkan energi potensial dan kinetik dari sistem.

EM = EP +EK

KEKEKALAN ENERGI MEKANIK

Energi itu kekal yang berarti bahwa energi tidak dapat diciptakan dan tidak dapat dimusnahkan, dan hanya bisa berubah bentuk.

Seperti halnya Kincir angin dari energi gerak menjadi energi listrik. Atau energi potensial menjadi energi kinetik dan sebaliknya.

Sehingga Energi mekanik awal akan sama dengan energi mekanik akhir, seperti yang ditunjukkan rumus berikut:

EM1 = EM2EP1+EK1=EP2+EK2

Penerapan Kekekalan Energi Mekanik

Gerak ParabolaGerak Jatuh Bebas

Gerak Harmonik sederhana

Buah durian tergantung pada tangkai pohonnya setinggi 8 meter, jika massa durian 2 kg dan percepatan gravitasi 10 N/kg, berapa energi potensial yang dimiliki durian tersebut ?

Diketahui : h = 8 meter m = 2 kg g = 10 N/kg Ditanyakan : Ep =… ?Jawab : Ep = m.g.h Ep = 2 kg. 10 N/kg. 8 m Ep = 160 Nm Ep = 160 J Jadi energi potensial yang dimiliki oleh buah durian adalah 160 joule.

a. 160J b. 1,6 J c. 1600 d. 16 J

Sebuah mobil yang massanya 1000 kg bergerak dengan kecepatan 15 m/s. Berapa energi kinetik yang dimiliki mobil tersebut ?

Diketahui : m = 1000 kg v = 15 m/s Ditanyakan : Ek = ……… ?Jawab : Ek = ½ m.v2 Ek = ½ 1000 kg.(15 m/s)2 Ek = ½ 1000 kg.225 m2/s2 Ek = 112500 kg m2/s2Jadi energi kinetik yang dimiliki oleh mobil tersebut adalah 112500 joule.

a 1125 J b. 112500 J c. 112,5 J d.11250 J

Jika energi potensial dari 5 kg bola bowling yang berada 3 mdi atas tanah adalah 147 joule, berapakah energi kinetik bola bowling jika bola jatuh pada kecepatan 2m/s? hitunglah energi mekaniknya!

Diketahui : Ep = 147 joule h = 3m m = 5 kg v = 2 m/s Ditanyakan : Ek dan Em= ……… ?Jawab : Ek = ½ m.v2 Ek = ½ 5 kg.(2 m/s)2 Ek = ½ 5 kg.4 m2/s2 Ek = 10 kg m2/s2 Em = Ep + Ek Em = 147 J + 10 J = 157 J.Jadi energi kinetik yang dimiliki oleh bola tersebut adalah 10jouledan Energi Mekaniknya adalah 157 J.

a. 147 J b. 10 J c. 157 J d. 137 J

Sebuah benda yang massanya 0,8kg menggantungpada ketinggian 1000cm di atas tanah. jika perepatan gravitasi bumisebesar 9,8m/s2, berapakah energi potensial benda tersebut?

Diketahui : m = 0,8 kg g = 9,8 m/s2 h = 1000cm Ditanyakan : Ep= ……… ?Jawab : Ep = m.g.h Ep = 0,8kg. 9,8m/s2. 10m Ep = 78,4 J Jadi energi potensial yang dimiliki oleh benda tersebut adalah 78,4 J.

a. 80 J b. 40 J c. 7,84J d. 78,4 J

Buah nangka bermassa 5 kg berada pada ketinggian tertentu dan memiliki energi potensial 343 J. Jika g=9,8m/s2, berapakah ketinggian buah nangka terhadap tanah?

Diketahui : m = 5 kg g = 9,8 m/s2 Ep = 343 J Ditanyakan : h= ……… ?Jawab : Ep = m.g.h 343 J = 5kg. 9,8m/s2. h h = 343 J / (5 kg. 9,8 m/s2) h = 7m Jadi ketinggian buah nangka terhadap tanah adalah 7m.

a. 10 m b. 14m c.20m d. 7m

Dua benda masing-masing memiliki massa 8kg dan 2kg serta memilikienergi kinetik yang sama. jika benda yang bermassa 8kg bergerak dengan kecepatan 10m/s, berapakah kecepatan benda yang bermassa 2kg?

Diketahui : m1 = 8kg m2 = 2kg v1 = 10 m/s Ek1=Ek2Ditanyakan : v2= ……… ?Jawab : Ek1 = Ek2 1/2 m (v1)2 = 1/2 m (v2)2 1/2. 8kg. (10m/s)2 = 1/2. 2kg. (v2)2 4kg. 100m2/s2 = 1kg. (v2)2 400 J = (v2)2 (v2) = 20 J Jadi kecepatan benda yang bermassa 2kg adalah 20 J.

a. 20 J b. 40 J c. 400 Jd. 200 J

Sebuah batu yang massanya 600gram dijatuhkan dari puncak sebuah menara pada ketinggian 5m dengan kecepatan 2m/s. Apabila percepatan gravitasi 10m/s2, tentukan energi mekanik batutersebut!

Diketahui : m = 600 gram h = 5m v = 2 m/s Ditanyakan : Em= ……… ?Jawab : Em = Ep + Ek Em = m. g. h + 1/2 m. v2Em = 0,6kg. 10m/s2. 5m + 1/2. 0,6kg.( 2m/s)2Em = 30 J + 1,2 JEm = 31,2 J Jadi energi mekanik batu tersebut adalah 31,2 J.

a. 62,4 J b. 31,2 J c. 16,6 J d. 1,66 J

Dua buah benda yang massanya sama terletak pada suatu tempat yang mempunyai harga percepatan gravitasi sama. benda pertama terletak pada ketinggian 8meter dan benda kedua terletak pada ketinggian 2meter. bagaimana perbandingan besarnya energi potensial kedua benda tersebut?

Diketahui :m1=m2 g1=g2 h1 = 8m h2 = 2m Ditanyakan : Ep1:Ep2= ……… ?Jawab : Ep1 : Ep2m1. g1. h1 : m2. g2. h2h1 : h28m : 2m8 : 2 Jadi perbandingan energi potensial kedua benda tersebut adalah 8:2.

a. 1:2 b.2:1 c.8:2 d.2:8

Roket penelitian dari LAPAN dengan massa 30kg diluncurkan dengan kecepatan 10m/s. Berapakah energi kinetik yang diimiliki roket ketika meluncur?

Diketahui :m=30kg v=10m/s Ditanyakan : Ek= ……… ?Jawab : Ek = 1/2 m.v2Ek = 1/2 30kg.(10m/s)2Ek = 1500 J Jadi energi kinetik roket tersebut adalah 1500 J.

a. 15 J b. 150 J c. 1500 J d. 1,5 J

Sebuah benda massanya 2 kg berada pada ketinggian 8 m di atas tanah.Vertikal di bawah benda tersebut terdapat meja yang tingginya 1 m. Percepatan gravitasi di tempat itu sebesar 10 m/s2.a. berapakah energi potensial gravitasi benda terhadap tanah?b. berapakah energi potensial gravitasi benda terhadap meja?

Diketahui :m=2kg h1=8m h2=8-1= 7m Ditanyakan : Ep= ……… ?Jawab : Ep = m. g. ha. Ep benda terhadap tanah = 2kg. 10m/s2. 8m

= 160 J.b. Ep benda terhadap meja = 2kg. 10m/s2. 7m

= 140 J.

Sebuah pegas diberi beban 2 kg dan digantung vertikal pada sebuah statifJika pegas bertambah panjang 4 cm maka perubahan energi potensial elastis pegas tersebut adalah… catatan: g = 10 m/s2

Diketahui :m = 2 kg g= 10 m/s2 w= m g = (2)(10) = 20 Newton x = 4 cm = 0,04 meterDitanya : energi potensial elastis pegas=...?Rumus hukum Hooke adalah F = k x, di mana F = gaya, k = konstanta pegas dan x = pertambahan panjang pegas. Jika disesuaikan dengan soal ini maka rumus hukum Hooke diubah menjadi w = k x, di mana w = gaya berat. Untuk menghitung konstanta pegas, ubah rumus hukum Hooke menjadi k = w / x. Jadi konstanta pegas adalah k = w / x = 20 / 0,04 = 500 Newton/meter.Perubahan energi potensial elastis pegas adalah :EP = ½ k x2 = ½ (500)(0,04)2 = (250)(0,0016) = 0,4 JoulePerubahan energi potensial elastis pegas juga dapat dihitung menggunakan sebuah rumus tunggal:EP = ½ k x2 = ½ (w / x) x2 = ½ w x = ½ m g xKeterangan : w = gaya berat beban, m = massa beban, x = perubahan panjang pegas.EP = ½ (2)(10)(0,04) = (10)(0,04) = 0,4 Joule.