Hai Sobat Rumushitung – Kata energi tentu sudah tidak terlalu asing di telinga kita, bahkan seringkali mudah kita jumpai dalam kehidupan sehari-hari. Salah satu energi yang bisa kita jumpai di kehidupan kita sehari-hari yaitu energi mekanik. Berikut ini pembahasan mengenai pengertian energi mekanik beserta contoh soalnya.
A. Pengertian Energi
Nah, sebelum membahas mengenai pengertian energi mekanik berikut dengan rumus dan contoh soalnya, ada baiknya mengetahui apa makna dari energi itu sendiri.
Ada banyak yang mengasumsikan bahwa energi sebagai penyebab dari setiap perubahan. Seperti halnya daun yang jatuh dari sebuah pohon. Peristiwa ini disebabkan karena adanya energi yg mempengaruhi posisi daun tersebut, yang semula berada diatas pohon yg kemudian berpindah jatuh ke tanah.
Dikutip dari Kamus Besar Bahasa Indonesia (KBBI), Energi dalam ilmu fisika diartikan sebagai kemampuan untuk melakukan kerja (Seperti pada energi listrik dan mekanika)
Energi juga bisa diartikan dengan daya (Kekuatan) yang bisa digunakan untuk melakukan beragam proses kegiatan, seperti halnya sebagai suatu bahan atau tidak terikat pada bahan (Contohnya sinar matahari). Selain itu, secara sederhana, energi juga bisa diartikan sebagai tenaga.
Dalam sistem satuan Internasional, energi mempunyai unit satuan joule. Menurut rumus yang diciptakan Einstein, Energi bisa dicari menggunakan rumus E = m.c² (E adalah energi yang bisa diukur dalam satuan joule, m adalah massa benda dalam gram, dan c adalah kecepatan cahaya dalam ruang hampa yang mempunyai nilai mutlak 3 x 10² m/s.
B. Pengertian Energi Mekanik Beserta Rumus dan Contoh Soal
Energi mekanik dapat tercipta karena setiap benda yang bergerak mempunyai energi kinetik dan energi potensial. Dalam kehidupan sehari-hari, kita juga mengeluarkan energi mekanik dalam melakukan sesuatu, seperti menutup pintu, bermain sepak bola, bahkan mendorong sepeda motor yang kehabisan bahan bakar juga memerlukan energi mekanik.
Selanjutnya kita akan belajar mengenai pengertian energi mekanik dan rumus serta contoh soalnya.
1) Pengertian Energi Mekanik
Energi mekanik yaitu, energi keseluruhan yang dimiliki oleh setiap benda yang bergerak pada kecepatan tertentu serta pada posisi tertentu terhadap titik acuannya. Atau sederhananya, energi mekanik merupakan hasil penjumlahan dari energi potensial dengan energi kinetik, yuk kita ketahui satu persatu.
- Energi Potensial
Energi potensial yaitu energi yang dimiliki suatu benda akibat kedudukannya atau posisinya. Ketika kita menjatuhkan batu dari ketinggian tertentu diatas tanah yang lembek, tanah akan menjadi berlubang ketika batu itu sampai ditanah. Penyebab tanah menjadi berlubang karena batu mempunyai energi untuk melakukan kerja, yakni melubangi tanah.
Apabila batu dijatuhkan dari tempat yang lebih tinggi, lubang akan menjadi semakin besar yang artinya energi potensial yang dihasilkan juga akan menjadi semakin besar. Energi potensial bergantung pada massa benda, kecepatan gravitasi, dan juga pengaruh ketinggian benda dari permukaan tanah.
- Energi Kinetik
Suatu benda mempunyai energi karena geraknya, inilah yang dinamai dengan energi kinetik. Pada contoh batu yang dijatuhkan dari ketinggian tertentu, lubang pada tanah akan menjadi lebih dalam karena semakin tinggi batu tersebut dijatuhkan, maka akan semakin besar kecepatan batu meluncur sesaat sebelum sampai dan menyentuh ke tanah.
Kecepatan besar inilah yang menjadi penyebab tanah menjadi berlubang. Energi ini sangat bergantung pada massa serta kecepatan benda.
2) Rumus Energi Mekanik
Adapun energi mekanik, merupakan gabungan dari penjumlahan energi potensial dan energi kinetik pada suatu benda. Sehingga untuk menentukan besaran energi mekanik kita harus menghitung energi keduanya terlebih dahulu.
Energi potensial mempunyai rumus:
Ep = m . g . h
Keterangan:
Ep = energi potensial (J)
m = massa benda (kg)
g = percepatan gravitasi bumi (m/s²)
h = ketinggian benda terhadap permukaan bumi (m)
Sedangkan energi kinetik mempunyai rumus:
Ek = 1/2 . m . v²
Keterangan:
Ek = energi kinetik (J)
m = massa benda (kg)
v = kecepatan benda (m/s)
Setelah energi potensial dan energi kinetik diketahui nilainya maka, energi mekanik bisa dihitung menggunakan rumus:
Em = Ep + Ek
3) Contoh Soal Energi Mekanik
Contoh Soal 1
Sebuah kelapa dengan massa 1,5 Kg jatuh dari pohonnya dari ketinggian 20 m hitunglah berapa besarnya energi mekaniknya, jika diketahui gravitasi bumi 10m/s2?
Penyelesaian:
Diketahui
m = 1,5 kg
g = 10 m/s2
h = 20 m
v = 0
Ditanyakan: Em ?
Jawab:
Em = Ep + Ek
Em = mgh + 1/2 m vs2
Em = 1,5 . 10 . 20 + 1/2 . 1,5 . 0
Em = 300 j
Contoh Soal 2
Jika Sebuah benda jatuh bebas dari ketinggian 45 m, dengan percepatan gravitasi bumi 10 m/s, maka kecepatan benda saat berada 40 m diatas tanah adalah..
Penyelesaian:
Em1 = Em2
Ep1 + Ek1 = Ep2 + Ek2
m.g.h1 + 0 = m.g.h2 + 1/2.m.v22
1/2.v22 = g.h1 – g.h2
v22 = 2.g (h1-h2)
v22 = 2.10 (45-40)
v22 = 20 (5)
v22 = 100
v22 = 100 = √100 = 10 m/s
Baca Juga: 10 Contoh Soal Kalor Jenis dan Kapasitas Kalor + Pembahasan
Demikianlah sobat, sedikit materi mengenai Pengertian Energi Mekanik Beserta Contoh Soalnya, Semoga materi kali ini bermanfaat dan sampai jumpa lagi di kesempatan yang lainnya.