Pembahasan Usaha dan Pesawat Sederhana
Step 1 : Idenfitikasi Soal
Halo Pahamifren, kali ini kita bakal bahas soal dengan konsep menghitung energi kinetik dan potensial. Hal ini dikarenakan pada soal dijabarkan suatu benda yang dijatuhkan dari ketinggian 1 meter di atas tanah. Pertanyaan pada soal ini adalah nilai dari energi potensial dan kinetik benda pada saat tertentu.
Step 2 : Pembahasan Identifikasi Masalah dan Solusi
Energi potensial merupakan energi yang dimiliki benda karena keadaan atau posisi bendanya. Besar dari energi potensial bisa kita dapatkan dari persamaan
[{E_P} = mgh]Jadi untuk pertanyaan pertama dan kedua bisa kita dapatkan hasilnya dengan persamaan di atas. Pada pertanyaan pertama ditanyakan nilai energi potensial di keadaan awal benda atau 1 meter di atas tanah.
[\begin{array}{l}{E_P} = 1,{\rm{ kg}} \cdot {\rm{10, m/}}{{\rm{s}}^2} \cdot {\rm{1, m}}\{E_P} = 10,{\rm{ Joule}}\end{array}]Kemudian pertanyaan kedua energi potensial benda pada ketinggian 0,5 meter
[\begin{array}{l}{E_P} = 1,{\rm{ kg}} \cdot {\rm{10, m/}}{{\rm{s}}^2} \cdot 0,5,{\rm{ m}}\{E_P} = 5,{\rm{ Joule}}\end{array}]Pertanyaan ketiga menanyakan nilai energi kinetik benda pada saat benda sampai di tanah. Energi kinetik merupakan energi yang berkaitan dengan keadaan gerak benda.
[{E_K} = \dfrac{1}{2}m{v^2}]Selain dari persamaan di atas, nilai energi kinetik ini bisa kita dapatkan dengan mudah dari konsep hukum kekekalan energi mekanik
[{E_M}{Awal} = {E_M}{Akhir}]Hukum kekekalan energi mekanik ini berlaku apabila kita mengabaikan gaya luar yang bekerja pada benda, misalnya gaya gesekan benda dengan udara luar. Energi mekanik benda merupakan penjumlahan energi kinetik dan energi potensial benda.
[{E_M} = {E_K} + {E_P}]Sehingga dari hukum kekekalan energi bisa kita tuliskan
[{E_K}{Awal} + {E_P}{Awal} = {E_K}{Akhir} + {E_P}{Akhir}]Karena benda hanya dijatuhkan, maka kecepatan awal benda bernilai nol sehingga nilai energi kinetik awal benda juga bernilai nol. Kemudian pada keadaan akhir karena benda sampai di tanah maka ketinggian bendanya bernilai nol sehingga energi potensial akhirnya juga bernilai nol.
[0 + {E_P}{Awal} = {E_K}{Akhir} + 0]Jadi nilai energi kinetik akhirnya sama dengan energi potensial awal. Nilai energi potensial awal sudah kita dapatkan dari pertanyaan pertama. Jadi nilai energi kinetik keadaan akhir benda adalah 10 Joule.
[{E_P} = mgh]Jadi untuk pertanyaan pertama dan kedua bisa kita dapatkan hasilnya dengan persamaan di atas. Pada pertanyaan pertama ditanyakan nilai energi potensial di keadaan awal benda atau 1 meter di atas tanah.
[\begin{array}{l}{E_P} = 1,{\rm{ kg}} \cdot {\rm{10, m/}}{{\rm{s}}^2} \cdot {\rm{1, m}}\{E_P} = 10,{\rm{ Joule}}\end{array}]Kemudian pertanyaan kedua energi potensial benda pada ketinggian 0,5 meter
[\begin{array}{l}{E_P} = 1,{\rm{ kg}} \cdot {\rm{10, m/}}{{\rm{s}}^2} \cdot 0,5,{\rm{ m}}\{E_P} = 5,{\rm{ Joule}}\end{array}]Pertanyaan ketiga menanyakan nilai energi kinetik benda pada saat benda sampai di tanah. Energi kinetik merupakan energi yang berkaitan dengan keadaan gerak benda.
[{E_K} = \dfrac{1}{2}m{v^2}]Selain dari persamaan di atas, nilai energi kinetik ini bisa kita dapatkan dengan mudah dari konsep hukum kekekalan energi mekanik
[{E_M}{Awal} = {E_M}{Akhir}]Hukum kekekalan energi mekanik ini berlaku apabila kita mengabaikan gaya luar yang bekerja pada benda, misalnya gaya gesekan benda dengan udara luar. Energi mekanik benda merupakan penjumlahan energi kinetik dan energi potensial benda.
[{E_M} = {E_K} + {E_P}]Sehingga dari hukum kekekalan energi bisa kita tuliskan
[{E_K}{Awal} + {E_P}{Awal} = {E_K}{Akhir} + {E_P}{Akhir}]Karena benda hanya dijatuhkan, maka kecepatan awal benda bernilai nol sehingga nilai energi kinetik awal benda juga bernilai nol. Kemudian pada keadaan akhir karena benda sampai di tanah maka ketinggian bendanya bernilai nol sehingga energi potensial akhirnya juga bernilai nol.
[0 + {E_P}{Awal} = {E_K}{Akhir} + 0]Jadi nilai energi kinetik akhirnya sama dengan energi potensial awal. Nilai energi potensial awal sudah kita dapatkan dari pertanyaan pertama. Jadi nilai energi kinetik keadaan akhir benda adalah 10 Joule.
Step 3 : Kesimpulan
Jadi nilai energi potensial benda pada ketinggian 1 meter dan 0,5 meter dalah 10 Joule dan 5 Joule. Nilai energi kinetik benda pada saat menyentuh tanah adalah 10 Joule.
Pelajari Materi Terkait di Pahamify