5 Contoh Soal Energi Mekanik dan Kunci Jawaban

TRIBUNPADANG.COM - Berikut contoh soal energi mekanik dan kunci jawaban.

Contoh soal energi mekanik dan kunci jawaban ini dirancang untuk membantu siswa memahami konsep dasar dalam fisika, khususnya mengenai energi yang terkait dengan gerak dan posisi benda.

1.Sebuah benda bermassa 2 kg jatuh bebas dari ketinggian 20 m dari atas tanah. Hitunglah:
a. Energi potensial setelah benda bergerak 1 sekon.
b. Usaha yang dilakukan gaya berat pada saatketinggian benda 10 m.

Jawaban:

Diketahui:
m = 2 kg
h1 = 20 m
h2 = 10 m
t = 1 s

a) Energi potensial benda:
∆ℎ = v0 . t + 1/2 g t2 = 0.1 s + 1/2 . 10 m/s2 . (1 s) 2 = 5 m
W = EP1 – EP2
EP2 = EP1 – W = m g h1 – m g ∆ℎ = m g (h1 - ∆ℎ) = 2 kg. 10 m/s2 (20 m – 5 m) = 300 J
b) Usaha sama dengan perubahan energi potensial:
W = ∆BC
= m g (h1 – h2)
= 2 kg. 10 m/s2 (20 m – 10 m)
= 200 J

2. Seorang atlet melontarkan bola tolak peluru bermassa 4,2 kg dengan kecepatan 12 m/s. Berapakah energi kinetik benda itu ? Berapakah usaha yang dilakukan atlet itu?

Jawaban:
Diketahui:
m = 4,2 kg
v = 12 m/s
a) Energi kinetik benda:
EK = 1/2 m v2
= 1/2 . (4,2 kg) . (12 m/s)2
= 302,4 J
b) Usaha sama dengan perubahan energi kinetik:
W = ∆EK
W = 302,4 J

Baca juga: 10 Contoh Soal Kinetik, Energi Potensial, Energi Mekanik dan Kunci Jawaban

3. Sebuah benda bermassa 2 kg dijatuhkan dari ketinggian 10 m. Berapakah energi mekanik benda ketika sesaat sebelum mencapai tanah?
Untuk menghitung energi mekanik benda saat sesaat sebelum mencapai tanah, kita perlu memperhitungkan energi potensial gravitasi dan energi kinetik benda.

Jawaban:
Energi potensial gravitasi (Ep) dapat dihitung menggunakan rumus:
Ep = m.g.h
Keterangan:
m adalah massa benda (2 kg),
g adalah percepatan gravitasi (9,8 m/s2),
h adalah ketinggian jatuh (10 m).
Ep = 2 kg x 9,8 m/s2 x 10 m
= 196 J
Energi kinetik (Ek) saat sesaat sebelum mencapai tanah akan sama dengan energi potensial gravitasi pada titik tersebut, karena seluruh energi potensial telah berubah menjadi energi kinetik.
Ek = Ep = 196 J
Jadi, energi mekanik benda saat sesaat sebelum mencapai tanah adalah 196 Joule.

4. Sebuah traktor digunakan untuk mengangkat benda seberat 1,2 x 104 N setinggi 9 m dalam waktu 15 s. Berapakah daya traktor itu?

Jawaban:
Diketahui: F = 1,2 x 104 N s = 9 m t = 15 s
P = w/t
= (F x s/t = 1,2 x 104 . 9m) : (15 s)
= 7,2 x 103 W
= 7,2 kW

5. Energi kinetik benda saat kecepatannya 2 m/s adalah 2,5 Joule. Berapa energi kinetik
benda yang sama ketika kecepatannya 6 m/s?

Jawaban:
Ek = 1/2 m.v2
Namun, karena ada dua keadaan, kita harus lakukan perbandingan
Ek1/Ek2 = m/m x v21/v22= 1/1 x (2/6)2 = 1/9
lakukan perkalian silang
Ek2 = 9 . Ek1 = 9 . 2,5 = 22,5 J
Berapa energi kinetik bola tenis (200 gram) yang jatuh dari ketinggian 4,05 meter pada saat menyentuh tanah?
Jawaban dan pembahasan:
Diketahui:
m = 200g = 0,2kg
h = 4,05m
Ditanya: Ek?
Dijawab:
Ek = 1/2 m.v2
Kecepatan jatuh bebas dihitung sebagai berikut
v = √2g.h = √2.10.4.05 = √81 = 9/m.s
Energi kinetik dapat dihitung sebagai berikut
Ek = 1/2 . 0,2 . 92 = 0,1 . 81 = 8,1 J

Artikel ini telah tayang di https://www.sonora.id dengan judul "Contoh Soal Energi Mekanik Kelas 10 dengan Rumus dan Pembahasan".