PEMBIMBING : Drs. RUSMINI

DI S U S U N OLEH : ERNA SOFFIYANA NPM : 06101131044 BID.STUDY : LAB FISIKA I

FAKULTAS ILMU KEGURUAN DAN PENDIDIKAN UNIVERSITAS JABAL GHAFUR GLEE GAPUI SIGLI

HUKUM KEKEKALAN ENERGII . TUJUAN PERCOBAAN - Untuk mencari nilai energi potensial II . DASAR TEORI Hukum kekekalan energi mekanik menyatakan bahwa Energi mekanik yang dimiliki sebuah benda adalah kekal ( tetap ), pernyatan ini sesuai dengan pernyataan hukum kekekalan enegi secara umum, yaitu Energi tidak dapat diciptakan dan dimusnahkan, tetapi dapat berubah dari suatu bentuk menjadi bentuk yang lain. Jadi dalam melakukan kegiatan sehari hari sangat diperlukan energi.Energi dapat berada dalam berbagai bentuk dan berasal dari berbagai sumber. Berkaitan dengan konsep ini, maka kita dapat melihat dalam Al-quran yang artinya Apakah kamu tidak memperhatikan bahwa Allah menurunkan air hujan dari langit, lalu dialirkannya menjadi mata air mata air dibumi. Kemudian ditumbuhkannya air itu tumbuh tumbuhan yang beraneka ragam warnanya, sesudah itu dia kering. Maka kamu lihat ia menjadi kuning dan kemudian dijadikannya hancur berantakan. Sesungguhnya yang demikian itu pelajaran bagi orang orang yang berakal. ( Qs.Az zumar, 39 : 21 ). Sesuai dengan ayat diatas Allah menurunkan hujan dari langit jatuh kebumi dengan adanya energi mekanik dan banyak bentuk energi lain yang dapat dimanfaatkan. Adanya energi dan hujan merupakan kasih sayang Allah. Jadi energi dapat menggerakkan jenis pesawat, mulai dari pesawat sederhana sampai pesawat yang canggih. Contoh dalam kehidupan sehari hari adalah payu yang diayunkan kebawah untuk memukul paku, memiliki energi mekanik, energi ini dapat menancapkan paku pada kayu. Jadi energi kinetik atau energi gerak dihasilkan oleh setiap benda yang bergerak sedangkan energi potensial adalah energi yang dimiliki oleh suatu benda yang dipengaruhi oleh kedudukan benda tersebut. Energi potensial ini terjadi karena pengaruh gaya gravitasi bumi atau gaya tarik bumi terhadap benda tersebut.

Ep + Ek

Gbr. Sebuah bola yang jatuh akan melepaskan energi potensialnya Bila sebuah benda yang berada pada ketinggian tertentu dilepaskan, maka tingginya akan makin berkurang, akibatnya pada saat itu benda akan membebaskan energi potensialnya menjadi energi kinetik. Seperti gambar diatas, energi kinetiknya dengan jumlah energi potensial dan energi kinetik pada ketinggian tertentu selalu tetap. Sebuah bola yang dijatuhkan dari ketinggian tertentu, jika Ep = Energi potensial, Ek = Energi kinetik dan Em = Energi mekanik maka terjadi hal hal berikut : a. Pada saat bola belum bergerak Ep = Em dan Ek = 0 b. Pada saat menyentuh tanah Ek = Em dan Ep = 0 c. Pada saat bola bergerak Em = Ek + Ep Hal ini sesuai dengan bunyi hukumkekekalan energi, jumlah energi potensial dan energi kinetik dinamakan energi energi mekanik, besarnya energi mekanik dapat diketahui melalui persamaan sebagai berikut :

Em = Ep + Ek Dimana : Em Ep Ek = Energi mekanik = Energi poyensial = Energi kinetik

Karena jumlah energi potensial ditambah energi kinetik disebut energi mekanik. Jadi, setiap benda yang bergerak selalu memiliki energi kinetik dengan hubungan antara massa benda dan kecepatan gerak, jadi energi kinetik dapat diperoleh ......

1 Ek mv 2 2

Dimana : Ek m v = Energi kinetik ( kg m2/s2 atau joule ) = Massa benda yang bergerak ( kg ) = Kecepatan benda ( m/s )

Sedangkan energi potensial dapat dimiliki oleh benda yang diam, maka percepatan gravitasi bumi adalah g, maka benda mempunyai energi potensial sebesar ........

Ep = m x g x h

Dimana :

Ep m g h

= Energi potensial = Massa benda ( kg ) = Percepatan gravitasi bumi ( m/s2 ) = Tinggi benda dari tanah ( m )

Sedangkan menurut hukum kekekalan energi mekanik, bahwa energi mekanik suatun benda selalu tetapn dimana jika energi kinetik benda bertambah maka energi potensialnya menurun dan jika energi kinetiknya menurun maka energi potensialnya meningkat. Hukum kekekalan energi potensialnya meningkat. Hukum kekekalan energi mekanik ini dapat kita tuliskan sebagai energi mekanik pada saat t1 = ( energi mekanik ) pada saat t2 ( Ep + Ek ) t1 = ( Ep + Ek ) t2. Jika energi potensial dan energi kinetik pada saat t1 kita tuliskan sebagai Ep1 dan Ek1, energi potensial dan energi kinetik pada saat t2 kita tuliskan sebagi Ep2 dan Ek2. Jadi berdasarkan pernyatan diatas dapat diperoleh suatu persamaan sebagai berikut : .

Em1 = Em2 Ep1 + Ek1 = Ep2 + Ek2 1 1 2 Mgh1 + m v12 = mgh2 + m v2 2 2

...... ( 5. 9 )

Dimana : Em1 Em2 m g hc h2 v1 v2 = Energi mekanik = Energi mekanik setelah perubahan = Massa benda = Percepatan gravitasi = Ketinggian awal benda = Ketinggian setelah perubahan = Kecepatan awal benda = Kecepatan setelah perubahan

Rumusan hukum kekekalan energi mekanik diatas hanya berlaku apabila dalam berubah bentuk dari energi kinetik menjadi energi potensial atau sebaliknya, tidak ada energi yang hilang ( misalnya hilang dalam bentuk energi panas akibat gesekan ). Maka hukum kekekalan energi mekanik seperti yang dirumuskan pada persamaan ( 5.9 ) diatas tidak berlaku, persamaan ( 5.9 ) hanya berlaku apabila dalam sistem yang ditinjau hanya terdapat gaya berat benda.

III . METODE PERCOBAAN a. Rancangan percobaan

A

m = ..........?

h = .............?

B

b. Alat dan bahan - Bola kasti - Mistar c. Langkah langkah percobaan : - Sediakan alat dan bahan, kemudian ambil bola dan jatuhkan kebawah dari ketinggian tertentu. - Kemudian ukur ketinggian bola yang jatuh dari atas ke tanah dengan nilai gravitasinya ( g = 10 m/s2 ) - Dan cari nilai energi potensial benda sebelum jatuh, energi mekanik benda sebelum jatuh, energi mekanik benda sesudah jatuh, dan kecepatan benda saat jatuh - Mencari ketinggian bola, pada saat bola terpental keatas Percobaan : A m = 100 gr 0,1 kg

h = 190 cm = 1,9 m

B Tanah Diketahui : m h g Ditanya : a. b. c. d. Jawab : a) . Ep Ep Ep b) . EMA EMA =m.g.h = 0,1 kg . 10 m/s2 . 1,9 m = 1,9 joule = Ep + Ek 2 = m . g . h + 1 m vA 2 Ep dititik Em dititik Em dititik V dititik A.........? B..........? B..........? B..........? = 100 gr = 0,1 kg = 190 cm = 1.9 m = 10 m/s2

Karena vA = 0, maka EMA EMA c ). EM = 1,9 + 0 = 1,9 joule = dititik B = EM dititik A ( Hukum kekekalan energi ) = 1,9 joule = EM di A

d ). EM di B m.g.h +

1 1 2 2 m vB m . g . h m v A 2 2

karena hB = 0 dan vA = 0 maka1 2 0 0,1 v B 0,1 kg .10 m / s 2 .1,9 m 0 2

0 0,05 v 2 1,9 B2 vB

1.9 0,05

2 vb 3,8

v B 38 m 2 / s 2 v B 6,16 m / s

Untuk ketinggian bola pada saat bola terpental keatas :

A

m = 100 gr

h = 70 cm

B Melepaskan energi potensial Diketahui : h m g

= 70 cm = 0,7 m = 100 gr = 0,1 kg = 9,8 m/s2

Ditanya

: Ep =...........? Jawab : Ep = m . g . h Ep = 0,1 kg . 9,8 m/s2 . 0,7 m Ep = 0,686 Joule

I V . PERTANYAAN 1. faktor faktor apakah yang dipengaruhi dengan adanya energi mekanik dan banyak bentuk energi lain dan apa manfaatnya ? 2. Apa pengertian dari energi potensial, energi kinetik dan energi mekanik ? 3. Pernahkah kamu pergi kesuatu tempat pada malam hari dengan mendayung sepeda, apa yang terjadi? V . KESIMPULAN Energi mekanik adalah jumlah energi potensial dan energi kinetik. Energi mekanik suatu benda selalu tetap. Dimana jika energi kinetik benda bertambah maka energi potensial menurun dan juga jika energi kinetiknya menurun, maka energi potensialnya meningkat. Untuk menghitung besarnya energi mekanik adalah EM = Ep + Ek. Jadi bunyi hukum

kekekalan energi mekanik adalah energi suatu benda adalah tetap asalkan ada gaya luar yang bekerja pada benda tersebut.

LEMBAR KERJA SISWA ( LKS )I . TUJUAN - untuk mencari jumlah energi potensial dan energi kinetik. II . ALAT DAN BAHAN Bola kasti Mistar

III . RANCANGAN PERCOBAAN Seperti gambar dibawah : m = .....?

A

h =.............?

B

I V . LANGKAH LANGKAH PERCOBAAN Sediakan alat dan bahan, kemudian ambil bola dan jatuhkan kebawah dari ketinggian tertentu. Kemudian ukur ketinggian bola yang jatuh dari atas ke tanah dengan nilai gravitasinya ( g = 9,8 m/s2 atau g = 10 m/s2 ) Dan cari nilai energi potensial benda sebelum jatuh, energi mekanik benda sebelum jatuh, energi mekanik benda sesudah jatuh, dan kecepatan benda saat jatuh Mencari ketinggian bola, pada saat bola terpental keatas

Percobaan

A

m = 100 gr = 0,1 kg

h =200 cm = 2 m

B

Tanah

Diketahui : m h g Ditanya : e. f. g. h. Jawab : a) . Ep Ep Ep b) . EMA EMA =m.g.h = 0,1 kg . 10 m/s2 . 2 m = 2 joule Ep dititik Em dititik Em dititik V dititik A.........? B..........? B..........? B..........? = 100 gr = 0,1 kg = 200 cm = 2 m = 10 m/s2

= Ep + Ek 2 = m . g . h + 1 m vA 2 Karena vA = 0, maka EMA =2+0 EMA = 2 joule = dititik B = EM dititik A ( Hukum kekekalan energi ) = 2 joule

c ). EM

d ). EM di B m.g.h +

= EM di A

1 1 2 2 m vB m . g . h m v A 2 2

karena hB = 0 dan vA = 0 maka1 2 0 0,1 v B 0,1 kg .10 m / s 2 . 2 m 0 2

0,05 v 2 2 B2 vB

2 0,05

2 vb 40

v B 40 m 2 / s 2 v B 6,32 m / sUntuk ketinggian bola pada saat bola terpental keatas :

A

m = 100 gr

h = 90 cm

B Melepaskan energi potensial Diketahui : h m g

= 90 cm = 0,9 m = 100 gr = 0,1 kg = 9,8 m/s2

Ditanya

: Ep =...........? Jawab : Ep = m . g . h Ep = 0,1 kg . 9,8 m/s2 . 0,9 m Ep = 0,882n joule