Berikut kami sajikan contoh soal energi kinetik dan mekanik untuk menguatkan pemahaman tentang bagaimana rumus-rumus energi kinetik digunakan.
Contoh Soal Menghitung Energi 1
Balok bermassa 20 kg pada bidang licin mendatar ditarik oleh gaya tetap F = 60 N yang arahnya menyamping ke atas berbentuk sudut 37o terhadap bidang horisontal. Hitunglah besarnya usaha yang dilakukan balok selama bergeser 10 detik dari keadaan diam.Pembahasan :
Berdasarkan soal di atas, diketahui m = 20 kg, F = 60 N, θ = 37o, dan t = 10 detik, gambar ilustrasi dari soal di atas adalah:
 |
| Gambar ilustrasi untuk soal pertama |
W = F . s . cos θ
Nilai cos θ sudah bisa dicari, akan tetapi nilai F dan jarak (s) belum diketahui. Pertama, kita cari dulu nilai F:
Fx = F cos θ = 60 cos 37 = 60 (0,8) = 48 N
Baik, nilai F sudah kita temukan, yaitu 48 N. Selanjutnya kita akan mencari nilai jarak (s). Untuk mencari nilai s, kita harus tahu dulu nilai percepatan (a). Nilai percepatan dan jarak akan kita hitung dengan rumus energi seperti di bawah ini:
Fx = m.a a = Fx/m a = 48/20 = 2,4m/s2 s = ½ . a .t2 s = ½ (2,4).(10)2 s = 1,2 . 100 s = 120 m
Nilai jarak dan percepatan sudah kita temukan, terakhir, kita hitung Usaha (W) dengan rumus yang seperti di atas:
W = F . s . cos θ W = 48 . 120 . 0,8 W = 4608 joule
Contih Soal Menghitung Energi 2
Sebuah bandul bermassa 0,5 kg digantung dengan benang dan diayunkan hingga ketinggian 20cm dari posisi awal A (lihat gambar). Jika gravitasi g = 10m/s2, hitunglah kecepatan benda saat berada di titik A. |
| Gambar ilustrasi bandul untuk soal kedua |
Pembahasan:
Dari soal di atas, diketahui massa (m) = 0,5kg, hB = 20cm = 0,2m, dan hA = 0. Kemudian yang ditanyakan adalah kecepatan ketika ada di posisi A (vA). Untuk menyelesaikan soal ini, maka kita bisa menggunakan hukum kekekalan energi, yaitu dengan persamaan EMA = EMB.
EMA = EMB
m.g.hA + ½.m.vA2 = m.g.hB + ½.m.vB2
0 + ½ (0,5).vA2 = 0,5 . 10 . 0,2 + 0
0,25 vA2 = 1
vA2 = 1/0,25 = 4
vA = 2m/s
Tidak ada komentar:
Posting Komentar