Contoh soal penerapan hukum kekekalan energi mekanik pada gerak di bidang miring

1. Dari keadaan diam, balok meluncur tanpa gesekan sepanjang bidang miring. Kelajuan balok ketika

tiba di dasar bidang miring adalah… g = 10 m/s2

Pembahasan

Diketahui :

Ketinggian (h) = 8 meter

Percepatan gravitasi (g) = 10 m/s2

Ditanya : kelajuan (v) balok ketika tiba di dasar bidang miring

Jawab :

Ketika berada pada ketinggian 8 meter, balok mempunyai energi potensial gravitasi tetapi tidak

mempunyai energi kinetik karena balok belum bergerak. Dengan demikian, energi mekanik awal yang

dimiliki balok adalah energi potensial gravitasi.

Energi mekanik awal (EMo) = energi potensial gravitasi (EP)

EMo = EP = m g h = m (10)(8) = 80 m

Pada saat balok mulai bergerak ke bawah, energi potensial gravitasi yang dimiliki balok mulai

berubah menjadi energi kinetik. Ketika tiba di dasar bidang miring, semua energi potensial gravitasi

berubah menjadi  energi kinetik. Dengan demikian, energi mekanik akhir yang dimiliki balok adalah

energi kinetik.

Energi mekanik akhir (EMt) = energi kinetik (EK)

EMt = EK = ½ m v2

Hukum kekekalan energi mekanik menyatakan bahwa energi mekanik awal sama dengan energi

mekanik akhir.  

EMo = EMt

80 m = ½ m v2

80 = ½ v2

160 = v2

v = √160 = √(16)(10) = 4√10 m/s

Kelajuan balok di dasar bidang miring adalah 4√10 meter/sekon.

2. Sebuah benda bermassa 1 kg yang pada mulanya diam, dilepas dari puncak bidang miring licin

yang panjangnya 8 meter. Tentukan energi kinetik setelah benda meluncur pada bidang miring sejauh

5 meter…. (g = 10 m/s2 )

Pembahasan

Diketahui :

Massa benda (m) = 0,2 kg

Panjang sisi miring yang dilalui benda = 5 meter

Percepatan gravitasi (g) = 10 m/s2

Ditanya : energi kinetik (EK) benda setelah meluncur sejauh 5 meter

Jawab :

Langkah awal menyelesaikan soal ini adalah menghitung perubahan ketinggian benda setelah benda

tersebut meluncur pada bidang miring sejauh 5 meter.

sin 30o  = panjang sisi tegak / panjang sisi miring

0,5 = panjang sisi tegak / 5

Panjang sisi tegak = (0,5)(5) = 2,5 meter

Perubahan ketinggian benda adalah 2,5 meter.

Energi mekanik awal (EMo) = energi potensial gravitasi (EP)

EMo = EP = m g h = (1)(10)(2,5) = 25 Joule

Energi mekanik akhir (EMt) = energi kinetik (EK)

EMt = EK

Hukum kekekalan energi mekanik menyatakan bahwa energi mekanik awal sama dengan energi

mekanik akhir.  

EMo = EMt

25 = EK

Energi kinetik benda setelah benda meluncur sejauh 5 meter adalah 25 Joule.