Energi Mekanik

Energi Mekanik adalah gabungan energi potensial dan energi kinetik. Nilai energi mekanik selalu tetap pada setiap titik di dalam lintasan suatu benda.

Em = Ep + Ek

Em= mgh + ½ mv²

HUKUM KEKEKALAN ENERGI MEKANIK

“Jika pada suatu sistem, hanya bekerja gaya-gaya dalam yang bersifat konservatif, energi mekanik sistem pada posisi apa pun selalu tetap”.

Ep awal + Ek awal = Ep akhir + Ek akhir

mgh₁ + ½ mv₁² = mgh₂ + ½ mv₂²

Contoh Soal

1)      Misalkan ada 1 kg kerikil akan ditumbuk dengan besi bermassa 5 kg dari ketinggian 1 m dengan asumsi percepatan gravitasi adalah 10m/s2.
a.Berapa besar energi yang diterima kerikil seberat 1 kg apabila ditumbuk 1 kali?
b.Apakah benar besar energi yang diterima kerikil seberat 1 kg apabila ditumbuk 10 kali adalah 10 kali besar energi yang diterima dari 1 kali penumbukan?
c.Berapa besar energi total yang diterima kerikil seberat 1 kg apabila ditumbuk 10 kali?

^Jawaban:

a. Et = Epmax = mgh = 5*10*1 = 50 J
Neraca energi berlandaskan hukum I termodinamika berkenaan kelestarian energi,
∆E kerikil = Q - Wbesi, Q = 0 dan Wbesi = Ep max = Et
(∆Ep + ∆Ek + ∆U) kerikil = W besi, ∆Ep kerikil = ∆Ek kerikil = 0
∆U kerikil = - Wbesi, W besi = - 50J(kerikil sebagai sistem dikenai kerja)
∆U kerikil = ∆E kerikil = 50 J

b. Benar. Karena energi merupakan besaran yang dapat dijumlahkan atau bersifat extensive dalam konsep termodinamika.

c. ∆U kerikil total = ∆E kerikil total = (-) 10 Wbesi = 500 J

²⁾

Sebuah benda bermassa 0,2 kg mengalami getaran bersama pegas frekuensi getarannya adalah 5 Hz dan amplitudo 10 cm pada saat simpangannya 8 cm

Tentukan a.energi mekanik getaran, b.Ep getaran, c.Ek getaran, d.Kecepatan getar?

jawab

v_max = ωA = 2πf A = 2π * 5 * 0,1 = π m/s

Em = Ek max = 1/2 m vmax^2
Em = 1/2 * 0,2 x π^2
Em = 0,1π^2 Joule
 

saat y = 8 cm = 0,08 m

v = ω√(A^2 - y^2)
v = 10π√(0,1^2 - 0,08^2)
v = 0,6π

Ek = 1/2 * 0,2 * (0,6π)^2 = 0,036π^2

Ep = Em - Ek = 0,1π^2 - 0,036π^2 = 0,064π^2 J

a.energi mekanik getaran 0,1π^2 Joule
b.Ep getaran 0,064π^2 J
c.Ek getaran 0,036π^2
d.Kecepatan getar 0,6π m/s

³⁾ 

 Sebuah sepeda motor bersama pengendaranya bermassa 200 kg bergerak dengan 25 m/s di awal jalan yang mendaki. Sepeda motor tersebut mengalami perlambatan sehingga pada akhir jalan mendaki kelajuannya tinggal 15 m/s. Beda ketinggian antara awal dan akhir jalan adalah 150 m. Jika energi mekanik yang hilang karena gesekan adalah 100 kJ hitung usaha oleh mesin sepeda motor itu!

^jawab

W = ½ m Δv² + mgΔh + Eo

W = ½ (200)(25² - 15²) + (200)(9.8)(150) + 100 * 1000

W = 434 kJ

^{____________________________}

semoga bermanfaat