RANGKUMAN KELAS 8

 

Energi Mekanik Bola Besi

Sebuah bola besi bermassa 4 kg berada pada ketinggian 10 meter dari permukaan tanah. Bola tersebut kemudian menggelinding menuruni bidang miring tanpa hambatan (tanpa gesekan) hingga mencapai titik yang lebih rendah dengan ketinggian 2 meter dari tanah. Hitunglah:

1. Energi potensial bola besi di awal (saat berada di ketinggian 10 meter).

2. Energi kinetik bola besi ketika berada di ketinggian 2 meter.

3. Energi mekanik bola besi (baik di awal maupun di akhir).

4. Kecepatan bola besi saat berada di ketinggian 2 meter.

Gunakan percepatan gravitasi $g = 10 \, \text{m/s}^2$.

✅ Rumus Bantu:

• Energi Potensial (EP) = $m \cdot g \cdot h$

• Energi Kinetik (EK) = $\frac{1}{2} \cdot m \cdot v^2$

• Energi Mekanik (EM) = EP + EK

• Karena tidak ada gesekan, EM awal = EM akhir

📝 Jawaban dan Pembahasan:

1. EP awal = $4 \cdot 10 \cdot 10 = 400 \, \text{J}$

2. EP akhir (saat di ketinggian 2 meter) = $4 \cdot 10 \cdot 2 = 80 \, \text{J}$
   Karena EM selalu tetap:
   EM akhir = EM awal = 400 J
   Maka, EK akhir = EM akhir - EP akhir = 400 - 80 = 320 J

3. Energi mekanik bola besi:

   • Di awal = 400 J

   • Di akhir = 400 J (karena tidak ada gesekan)

4. Untuk mencari kecepatan di ketinggian 2 meter:
   $EK = \frac{1}{2} \cdot m \cdot v^2 \Rightarrow 320 = \frac{1}{2} \cdot 4 \cdot v^2 \Rightarrow v^2 = 160 \Rightarrow v = \sqrt{160} \approx 12.65 \, \text{m/s}$