29. Sebuah balok bermassa 400 gram dijatuhkan dari ketinggian 2 m ke permukaan tanah. Jika pada permukaan tanah terdapat pegas dengan konstanta 100 N/m maka pegas akan tertekan sebesar ... a. 0,1 m c. 0,3 me. 0,05 m b. 0,2 m d. 0,4 m 

Salah satu bentuk energi adalah energi potensial. Energi potensial sendiri dapat dibagi menjadi dua macam nih, energi potensial gravitasi dan energi potensial pegas. Nah pada soal ini, sebuah balok jatuh dari ketinggian tertentu, kemudian mengenai pegas. Artinya disini terdapat energi potensial gravitasi sekaligus  energi potensial pegas nih. Bagaimana cara menentukan besar energi potensial? Yuk kita bahas dulu mengenai konsep energi potensial.

Identifikasi Konsep

Seperti yang telah disebutkan sebelumnya, energi potensial dapat dibagi menjadi energi potensial gravitasi dan energi potensial pegas.

Energi potensial gravitasi adalah energi yang tersimpan dan dimiliki oleh benda-benda yang memiliki ketinggian tertentu terhadap permukaan bumi. Besarnya energi potensial dipengaruhi oleh massa dan kedudukannya. Secara matematis energi potensial gravitasi dirumuskan sebagai:

\(EP=mgh\)

dengan:
\(EP\) = energi potensial gravitasi (J)
\(m\) = massa benda (kg)
\(g\) = percepatan gravitasi (m/\(\text s^2\))
\(h\) = ketinggian benda (m)

Sedangkan energi potensial pegas adalah energi yang tersimpan dalam benda yang bersifat elastis. Misalnya energi pada per atau slinki yang ditarik atau ditekan. Besarnya energi potensial pegas dapat dirumuskan sebagai:

\(EP=\frac{1}{2} F\cdot \triangle x\)
\(EP= \frac{1}{2} k {\triangle x}^2\)

dimana:
\(EP\) = energi potensial pegas (J)
\(F\) = gaya pegas (N)
\(k\) = konstanta pegas (N/m)
\(\triangle x\) = perubahan panjang pegas (m)

Nah pada soal ini, balok dijatuhkan dari ketinggian tertentu kemudian mengenai pegas sehingga pegas tertekan. Disini balok memberikan energi terhadap pegas, atau dengan kata lain energi potensial gravitasi balok diubah menjadi energi potensial pegas.

Pada soal diketahui:
massa balok \(m\) = 400 gram = 0,4 kg
ketinggian \(h\) = 2 m
konstanta pegas \(k\) = 100 N/m

Yang ditanyakan adalah perubahan panjang pegas \(\triangle x\)?

Maka
\(EP_{grav}=EP_{pegas}\)
\(mgh=\frac{1}{2}k {\triangle x}^2\)
\(0,4\times 10\times 2=\frac{1}{2}\times 100\times {\triangle x}^2\)
\(8=50\times {\triangle x}^2\)
\({\triangle x}^2=\frac{8}{50}\)
\({\triangle x}^2=0,16\)
\({\triangle x}=0,4\) m

Pembahasan Identifikasi Konsep

Jadi pegas akan tertekan sebesar 0,4 m. Jawabannya adalah D.