Contoh Soal Energi Menyeleksi Perbandingan Energi Berpotensi Dan Kinetik

Cafeberita.com – Sebuah balok bermassa m kg dilepaskan dari puncak bidang miring yang licin menyerupai pada gambar di bawah. Jika ketinggian bidang miring tersebut yakni h meter , maka perbandingan energi mempunyai potensi dan energi kinetik balok di saat balok tersebut berada pada ketingian 1/3 h meter yakni …..
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

Pembahasan :
Dik : m = m kg , ho = h m , h’ = 1/3 h m
Dit : Ep : Ek = …. ?

Konsep yang kita pakai untuk mengakhiri soal ini yakni rancangan energi , yakni energi mempunyai potensi , energi kinetik , dan kekekalan energi mekanik.

Energi mempunyai potensi yakni energi yang dimiliki oleh sebuah benda alasannya yakni posisi atau ketinggiannya. Besarnya berbanding lurus dengan ketinggian benda.

Artinya , kian tinggi posisi benda di atas permukaan bumi , maka akan kian besar energi mempunyai potensi yang dimilikinya.

Ep = m.g.h

Keterangan :
Ep = energi mempunyai potensi (J)
m = massa benda (kg)
g = percepatan gravitasi (m/s²)
h = ketinggian benda (m).

Energi kinetik yakni energi yang dimiliki oleh sebuah benda alasannya yakni kecepatannya. Dengan kata lain , energi ini dimiliki oleh benda yang bergerak.

Besar energi kinetik sebuah benda yang bergerak berbanding lurus dengan kuadrat kecepatannya. Secara sederhana , itu sepadan dengan kecepatannya.

Ek = ½ m.v2

Keterangan :
Ek = energi kinetik benda (J)
m = massa benda (kg)
v = kecepatan benda (m/s).

Artinya , kian besar kecepatan sebuah benda di saat bergerak , maka akan kian besar pula energi kinetik yang dimilikinya.

Jumlah energi mempunyai potensi dan energi kinetik yang dimiliki oleh sebuah benda disebut energi mekanik.

Hukum Kekekalan Energi Mekanik

Nah , rancangan berikutnya yang kita pakai untuk mengakhiri soal ini yakni rancangan aturan kekekalan energi mekanik.

Menurut aturan kekekalan energi mekanik , besar energi mekanik yang dimiliki oleh sebuah benda di tiap titik yakni sama besar atau tetap.

EMo = EM’

Keterangan :
EMo = energi mekanik benda di titik permulaan (J)
EM’ = energi mekanik benda setelah bergerak (J).

Nah , pada soal ini , kita akan membandingkan dua titik (posisi) balok , yakni di saat balok berada di puncak bidang miring , dan di saat balok berada pada ketinggian 1/3 h.

Di sini kita misalkan posisi permulaan benda , yakni klimaks selaku titik A dan titik pada  ketinggian 1/3h selaku titik B.

Berdasarkan aturan kekekalan energi mekanik , maka berlaku:
⇒ EM_A = EM_B
⇒ Ep_A + Ek_A = Ep_B + Ek_B

Nah , alasannya yakni di titik A kecepatan balok yakni nol (vo = 0) , maka:
⇒ Ep_A + 0 = Ep_B + Ek_B
⇒ m.g.h = m.g.h’ + Ek_B

Karena ketinggian di titik B yakni 1/3h , maka persamaanya menjadi:
⇒ m.g.h = m.g.(1/3h) + Ek_B
⇒ m.g.h = 1/3 m.g.h + Ek_B
⇒ Ek_B = m.g.h – 1/3 m.g.h
⇒ Ek_B = 2/3 m.g.h

Dengan demikian , perbandingan energi mempunyai potensi dan energi kinetik di titik B adalah:
⇒ Ep_B : Ek_B =  1/3 mgh : 2/3 mgh
⇒ Ep_B : Ek_B = 1/3 : 2/3
⇒ Ep_B : Ek_B = 1/3 . 3/2
⇒ Ep_B : Ek_B = 1/2
⇒ Ep_B : Ek_B = 1 : 2

Jadi , perbandingan Ep_B : Ek_B adalah 1 : 2.

Tips Edutafsi :
Sobat tafsi sanggup mengakhiri soal di atas dengan cara yang lebih singkat yakni dengan mempersempit perhitungannya.

Coba amati lagi soal berikut!
Sebuah balok bermassa m kg dilepaskan dari puncak bidang miring yang licin menyerupai pada gambar di bawah. Jika ketinggian bidang miring tersebut yakni h meter , maka perbandingan energi mempunyai potensi dan energi kinetik balok di saat balok tersebut berada pada ketingian 1/3 h meter yakni …..
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

Berdasarkan aturan kekekalan energi mekanik kita peroleh:
⇒ mgh = 1/3 mgh + Ek_B

Nah , di sini kita misalkan mgh = 1 , maka persamaanya menjadi:
⇒ 1 = 1/3 + Ek_B
⇒ Ek_B = 1 – 1/3
⇒ Ek_B = 2/3

Perbandingan antara energi mempunyai potensi dan energi kinetik di titik B:
⇒ Ep_B : Ek_B = 1/3 : 2/3
⇒ Ep_B : Ek_B = 1 : 2

Demikian pembahasan referensi soal energi , menyeleksi perbandingan energi mempunyai potensi dan eenrgi kinetik pada bidang miring yang sanggup edutafsi bagikan.

Jika pembahasan ini berharga , bantu kami membagikannya terhadap teman-teman Kalian melali tombol share yang tersedia. Terimakasih.