Soal Dan Pembahasan Hukum Kekekalan Energi Mekanik

Soal 1

Buah kelapa bermassa 2 kg jatuh bebas dari ketinggian 10 meter di atas permukaan tanah. Apabila percepatan gravitasi bumi 10 ms^-2 , energi kinetik yang dimiliki buah kelapa pada ketinggian 5 m di atas permukaan tanah adalah …

Diketahui :

m = 2 kg
h₁ = 10 m
h₂ = 5 m
g = 10 m/s²

Ditanya :

EK₂ = …?

Pembahasan :

EM₁ = EM₂
EK₁ + EP₁ = EK₂ + EP₂
EK₂ = EK₁ + (EP₁ – EP₂ )
EK₂ = 0 + mg (h₁ – h₂)
EK₂ = 2.10.(10 – 5 )
EK₂ = 100 J

Soal 2

Sebuah bola bermassa 0,1 kg dilempar mendatar dengan kecepatan 6 m/s dari atap gedung setinggi 5 m. Jika percepatan gravitasi di tempat tersebut 10 m/s², energi kinetik bola di ketinggian 2 m adalah …

Diketahui :

m = 0,1 kg
v₁ = 6 m/s
h₁ = 5 m
h₂ = 2 m
g = 10 m/s²

Ditanya :

EK₂ = …?

Pembahasan :

EM₁ = EM₂
EK₁ + EP₁ = EK₂ + EP₂
EK₂ = EK₁ + (EP₁ – EP₂ )
EK₂ = ½mv₁²+ mg (h₁ – h₂)
EK₂ = ½.0,1.6² +0,1.10.(5 – 2)
EK₂ = 1,8 +3
EK₂ = 4.8 J

Soal 3

Sebuah bola bermassa 0,5 kg ditembakkan vertikal ke atas. Kecepatan bola saat ditembakkan sebesar 4 m/s. Besar energi potensial di titik tertinggi yang dicapai bola tersebut adalah…

Diketahui :

m = 0,5 kg
V₁ = 4 m/s

Ditanya :

EP₂ = …?

Pembahasan :

EM₁ = EM₁
EK₁ + EP₁ = EK₂ + EP₂
EP₂ = EP₁ + (EK₁ – EK₂)
EP₂ = m.g.h₁ + ½.m (v₁² – v₂²)
EP₂ = 0,5.10.0 + ½.0,5.(4² – 0²)
EP₂ = 0 + 4
EP₂ = 4 J

Soal 4

Sebuah benda dengan massa 1 kg didorong dari permukaan meja hingga kecepatan pada saat lepas dari bibir meja adalah 2 m/s.

Jika g = 10 m/s2, energi mekanik benda pada saat ketinggian dari tanah 1 m adalah ....
A. 2 Joule
B. 10 Joule
C. 12 Joule
D. 22 Joule
E. 24 Joule

Pembahasan :

EM pada ketinggian 1 meter adalah sama dengan EK saat benda berada di ketinggian 2 m.
Ingat Energi mekanik itu kekal.

Soal 5

Perhatikan gambar di bawah!

Sebuah benda jatuh bebas dari ketinggian 20 m. Jika percepatan gravitasi bumi 10 m/s2, kecepatan benda pada saat berada 15 m di atas tanah adalah ....
A. 2 m/s2
B. 5 m/s2
C. 10 m/s2
D. 15 m/s2
E. 20 m/s2

Penyelesaian :

Soal 6

Sebuah balok ditahan di puncak bidang miring seperti gambar.

Ketika dilepas, balok meluncur tanpa gesekan sepanjang bidang miring. Kecepatan balok ketika tiba di dasar bidang miring adalah ....
A. 6 m/s
B. 8 m/s
C. 10 m/s
D. 12 m/s
E. 16 m/s

Penyelesaian :

Soal 7

Sebuah benda bermassa 0,5 kg digantung dengan benang (massa benang diabaikan) dan diayunkan hingga ketinggian 20 cm dari posisi awal (lihat gambar).

Bila g = 10 m/s2, kecepatan benda di titik A adalah ....
A. 2 m/s
B. 0,4 m/s
C. 0,2 m/s
D. 0,04 m/s
E. 0,02 m/s

Penyelesaian :

Soal 8

Sebuah balok bermassa 9 kg dilepaskan dari puncak bidang miring yang licin seperti pada gambar.

Perbandingan energi potensial dan energi kinetik balok ketika berada di titik M adalah ....
A. Ep ∶ Ek = 1 ∶ 3
B. Ep : Ek = 1 ∶ 2
C. Ep ∶ Ek = 2 ∶ 1
D. Ep ∶ Ek = 2 ∶ 3
E. Ep ∶ Ek = 3 ∶ 2

Penyelesaian :

Soal 9

Bola A yang massanya 1 kg dilepaskan menempuh lintasan seperti pada gambar! (g = 10 m/s2).

Jika lintasan AB adalah seperempat lingkaran licin jejari 125 cm maka perbandingan kecepatan di titik B dan C adalah ....
A. √2 ∶ 1
B. 1 ∶ √2
C. √5 ∶ 1
D. 1 ∶ √5
E. 1 ∶ 5

Penyelesaian :

Soal 10

Sebuah benda yang massanya 1 kg dilemparkan vertikal ke atas dengan kecepatan 20 m/s. Bila g = 10 m/s2, maka ketinggian benda saat energi potensialnya tiga perempat energi kinetik maksimumnya adalah ....
A. 1,5 m
B. 10,0 m
C. 15,0 m
D. 20,0 m
E. 30,0 m

Penyelesaian :

Soal 11

Sebuah bola bermassa 0,5 kg ditembakkan vertikal ke atas. Kecepatan bola saat ditembakkan sebesar 4 m/s. Besar energi potensial di titik tertinggi yang dicapai bola tersebut adalah ....
A. 2 J
B. 4 J
C. 8 J
D. 12 J
E. 20 J

Penyelesaian :

Soal 12

Benda dengan massa 3 kg dilempar vertikal ke atas dengan kecepatan awal 20 m/s2. Jika g = 10 m/s2, maka energi potensial benda saat mencapai titik tertinggi adalah ....
A. 300 J
B. 400 J
C. 500 J
D. 600 J
E. 700 J

Penyelesaian :

Soal 13

Sebuah benda dengan massa 1 kg, dilemparkan ke atas dengan kecepatan awal 40 m/s. Bila g = 10 m/s2, besarnya energi kinetik saat ketinggian benda mencapai 20 meter adalah ....
A. 300 Joule
B. 400 Joule
C. 500 Joule
D. 600 Joule
E. 700 Joule

Penyelesaian :

Soal 14

Sebuah benda jatuh bebas dari ketinggian tertentu. Jika energi kinetik di titik A adalah seperempat kali energi kinetik di titik B, maka perbandingan tinggi benda saat di titik A dan B adalah ....
A. 1 : 4
B. 1 : 2
C. 2 : 1
D. 4 : 1
E. 8 : 1

Penyelesaian :

Soal 15

Benda bermassa 5 kg dilempar vertikal ke atas dengan kecepatan awal 10 ms-2. Besarnya energi potensial di titik tertinggi yang dicapai benda tersebut adalah ....
A. 200 J
B. 250 J
C. 300 J
D. 350 J
E. 400 J

Penyelesaian :

UPDATING ...!!!!