Hai sobat Belajar MTK – Kata energi tentunya sudah tidak asing di telinga kita, bahkan dapat dengan mudah kita temui dalam kehidupan sehari-hari. Salah satu energi yang dapat kita jumpai di kehidupan sehari-hari adalah energi mekanik. Berikut ini pembahasan tentang pengertian energi mekanik rumus dan contoh soalnya.
A. Pengertian Energi
Sebelum membahas tentang pengertian energi mekanik beserta rumus dan contoh soalnya, alangkah baiknya jika kita mengetahui makna dari energi itu sendiri.
Banyak yang berpendapat bahwa energi merupakan penyebab dari setiap perubahan, seperti halnya daun yang jatuh dari pohon. Pada peristiwa tersebut, terdapat sebuah energi yang menyebabkan perubahan posisi pada daun, yang awalnya berada di atas pohon menjadi di atas tanah.
Menurut Kamus Besar Bahasa Indonesia (KBBI), energi dalam fisika diartikan sebagai kemampuan untuk melakukan kerja (misalnya untuk energi listrik dan mekanika).
Energi dapat pula diartikan sebagai daya (kekuatan) yang dapat digunakan untuk melakukan berbagai proses kegiatan, misalnya dapat merupakan suatu bahan atau tidak terikat pada bahan (contohnya sinar matahari). Selain itu, secara sederhana, energi juga dapat diartikan sebagai tenaga.
Dalam sistem Satuan Internasional, energi memiliki unit satuan joule. Berdasarkan rumus yang diciptakan Einstein, energi dapat dicari dengan rumus E=m.c² dengan E adalah energi yang diukur dalam satuan joule, m adalah massa benda dalam gram, dan c adalah kecepatan cahaya dalam ruang hampa yang memiliki nilai mutlak 3×10⁸ m/s.
B. Pengertian Energi Mekanik Beserta Rumus dan Contoh Soal
Energi mekanik ada karena setiap benda yang bergerak memiliki energi kinetik dan energi potensial. Dalam kehidupan sehari-hari, kita juga mengeluarkan energi mekanik dalam melakukan sesuatu, misalnya menutup pintu, bermain sepak bola, sampai mendorong motor karena kehabisan bensin sekalipun.
Berikut akan dijelaskan lebih lanjut mengenai pengertian energi mekanik rumus dan contoh soalnya.
- Pengertian Energi Mekanik
Energi mekanik adalah energi keseluruhan yang dimiliki oleh setiap benda yang bergerak pada kecepatan tertentu dan berada pada posisi tertentu terhadap titik acuannya. Sederhananya, energi mekanik merupakan hasil penjumlahan dari energi potensial dengan energi kinetik. Yuk, ketahui satu per satu.
- Energi Potensial
Energi potensial adalah energi yang dimiliki suatu benda karena kedudukan atau posisinya. Saat kita menjatuhkan batu dari ketinggian tertentu di atas tanah yang lembek, tanah akan berlubang saat batu tersebut sampai di tanah. Tanah bisa berlubang karena batu memiliki energi untuk melakukan kerja, yakni melubangi tanah.
Jika batu dijatuhkan dari tempat yang lebih tinggi, lubang akan semakin besar dan itu artinya energi potensial yang dihasilkan juga semakin besar. Energi potensial bergantung pada massa benda, kecepatan gravitasi, dan ketinggian benda dari permukaan tanah.
- Energi Kinetik
Suatu benda memiliki energi karena geraknya, inilah yang disebut energi kinetik. Pada kasus batu yang dijatuhkan dari ketinggian tertentu, lubang pada tanah akan lebih dalam karena semakin tinggi batu dijatuhkan, semakin besar kecepatan batu meluncur sesaat sebelum menyentuh tanah.
Kecepatan besar inilah yang menyebabkan tanah berlubang. Energi ini bergantung pada massa dan kecepatan benda.
- Rumus Energi Mekanik
Karena energi mekanik merupakan jumlah dari energi potensial dan energi kinetik pada suatu benda, maka untuk mencari besaran energi mekanik harus menghitung energi keduanya terlebih dahulu.
Energi potensial memiliki rumus:
Ep = m.g.h
dengan,
Ep = energi potensial (J)
m = massa benda (kg)
g = percepatan gravitasi bumi (m/s²)
h = ketinggian benda terhadap permukaan bumi (m)
Sedangkan energi kinetik memiliki rumus,
Ek = ½.m.v²
dengan,
Ek = energi kinetik (J)
m = massa benda (kg)
v = kecepatan benda (m/s)
Setelah energi potensial dan energi kinetik diketahui nilainya maka energi mekanik dapat dihitung dengan rumus:
Em = Ep + Ek
- Contoh Soal Energi Mekanik
Contoh soal 1
Sebuah kelapa dengan massa 2 kg jatuh dari pohonnya dari ketingian 15m hitung berapakah besar energi mekaniknya, gravitasi bumi 10m/s2?
Diketahui
m = 2 kg
g = 10 m/s2
h = 15 m
v = 0
Ditanyakan : Em ?
Jawab
Em = Ep + Ek
Em = mgh + 1/2 m v2
Em = 2.10.15 + 1/2. 2. 0
Em =300 j
Contoh soal 2
Sebuah benda jatuh bebas dari ketinggian 35 m. Jika percepatan gravitasi bumi adalah 10 m/s, maka kecepatan benda saat berada 15 meter diatas tanah adalah …
Pembahasan:
Em1 = Em2
Ep1 + Ek1 = Ep2 + Ek2
m.g.h1 + 0 = m.g.h2 + ½.m.v22
½.v22 = g.h1 – g.h2
v22 = 2.g (h1-h2)
v22 = 2.10 (35-15)
v22 = 20 (20)
v22 = 400
v22 = √400 = 20 m/s
Itu dia pembahasan mengenai pengertian energi mekanik rumus dan contoh soalnya. Semoga bisa dipahami dan bisa membantu kamu dalam menyelesaikan soal tentang energi mekanik.
Berikut kalkulator rumus Energi Mekanik, silahkan dicoba
Terimakasih, semoga bermanfaat.