Pembahasan soal hukum kekekalan energi mekanik

Berikut ini adalah pembahasan soal fisika SMA kelas XI tentang hukum kekekalan energi mekanik. Hukum kekekalan energi mekanik masuk dalam bahasan usaha dan energi. Oke langsung saja dapat disimak pembahasan soalnya dibawah ini.

Nomor 1
Perhatikan gambar dibawah!

Sebuah benda jatuh bebas dari ketinggian 20 m. Jika percepatan gravitasi bumi 10 m.s−2 , maka kecepatan benda pada saat berada 15 m di atas tanah adalah....
A. 2 m/s
B. 5 m/s
C. 10 m/s
D. 15 m/s
E. 20 m/s

Pembahasan:
Diketahui:
h1 = 20 m
h2 = 15 m
v1 = 0 m/s (jatuh bebas)
g = 10 m/s2
Ditanya: v2 = ...
Jawab:

m di coret karena sama.

10 . 20 + ½ . 0² = 10 . 15 + ½ v₂²
200 + 0 = 150 + ½ v₂²
½ v₂² = 200 – 150 = 50
v₂² = 2 . 50 = 100

Jawaban C

Nomor 2
Sebuah balok di tahan dipuncak bidang miring seperti gambar!

Ketika dilepas balok meluncur tanpa gesekan sepanjang bidang miring. Kecepatan balok ketika tiba di dasar bidang miring adalah...
A. 6 m/s
B. 8 m/s
C. 10 m/s
D. 12 m/s
E. 16 m/s

UN 2009
Pembahasan:
Diketahui:
h1 = 5 m
h2 = 0 (di dasar bidang)
v1 = 0 (awal diam)
g = 10 m/s2
Ditanya: v2 = ...
Jawab:

10 . 5 + ½ . 0² = 10 . 0 + ½ v₂²
50 + 0 = 0 + ½ v₂²
½ v₂² = 50
v₂² = 2 . 50 = 100

Jawaban: C

Nomor 3

Sebuah bola bermassa 0,1 kg dilempar mendatar dengan kecepatan 6 m/s dari atap gedung yang tingginya 5 m. Jika percepatan gravitasi di tempat tersebut 10 m.s−2, maka energi kinetik bola pada ketinggian 2 m adalah....
A. 6,8 joule
B. 4,8 joule
C. 3,8 joule
D. 3 joule
E. 2 joule

UN 2011

Pembahasan:
Diketahui:
m = 0,1 kg
v1 = 6 m/s
h1 = 5 m
h2 = 2m
Ditanya: Ek2 = ...
Jawab:
Ep1 + Ek1 = Ep2 + Ek2

0,1. 10 . 5 + ½ . 0,1 . 6² = 0,1. 10 . 2 + Ek₂
5 + 1,8 = 2 + Ek2
Ek₂ = 6,8 – 2 = 4,8 Joule
Jawaban: B

Nomor 4
Sebuah benda jatuh bebas dari posisi A seperti gambar.

Perbandingan energi potensial dan energi kinetik benda ketika sampai di B adalah.....
A. 3 : 2
B. 3 : 1
C. 2 : 1
D. 2 : 3
E. 1 : 3

UN 2010

Pembahasan:
Diketahui:
vA = 0
hA = h
hB = ¼ h
Ditanya: EpB : EkB = ...

Jawab:
a. Terlebih dahulu tentukan energi potensial di titik B (Ep_B).
Ep_B = m . g . h = m . g . ¼ h = ¼ mgh
b. Menentukan energi kinetik di titik B (Ek_B).
Ep_A + Ek_A = Ep_B + Ek_B

m . g . h + ½ m . 0² = m . g . ¼ h + Ek_B
Ek_B = mgh – ¼ mgh = ¾ mgh
Perbandingan EpB dengan Ek_B:
Ep_B : Ek_B = ¼ mgh : ¾ mgh = 1 : 3
Jawaban: E

Nomor 5
Sebuah bola yang massanya 2 kg jatuh bebas dari posisi A seperti gambar.

Ketika sampai di B besar energi kinetik sama dengan 2 kali energi potensial, maka tinggi titik B dari tanah adalah...
A. 80 m
B. 70 m
C. 60 m
D. 40 m
E. 30 m

UN 2013

Pembahasan:
Diketahui:
vA = 0 (jatuh bebas)
m = 2 kg
hA = 90 m
EkB = 2 EpB
Ditanya: hB = ...
Jawab:
Ep_A + Ek_A = Ep_B + Ek_B
Ep_A + Ek_A = Ep_B + 2 Ep_B= 3 Ep_B
m . g . h_A + ½ . m . v_A² = 3 m . g . hB
g . h_A + ½ . v_A² = 3 g . h_B
10 . 90 + ½ . 0 = 3 . 10 . hB
30 h_B = 900
h_B = 30 m
Jawaban: E