Penulis Soal UN IPA SMP/MTS 2018 No. 10
Perhatikan gambar sangkar burung berikut!
Sangkar burung bermassa 1,5 kg tiba-tiba terjatuh karena pengikatnya terlepas. Jika percepatan gravitasi bumi 10 m/s2, energi kinetik sangkar pada ketinggian 2 meter adalah ....
A. 30 J
B. 90 J
C. 120 J
D. 150 J
Pembahasan
Hukum Kekekalan Energi Mekanik
Energi mekanik didefenisikan sebagai penjumlahan antara energi kinetik dan energi kinetik potensial. Jumlah energi mekanik benda yang dipengaruhi oleh gaya gravitasi adalah tetap.
Sangkar burung tiba-tiba terjatuh karena pengikatnya terlepas termasuk benda jatuh bebas karenanya benda tidak mempunyai kecepatan awal. Dengan demikian, ketika berada pada ketinggian 8 meter, benda mempunyai energi potensial gravitasi tetapi tidak memiliki energi kinetik (v = 0, sehingga EK = 1/2 mv2 = 0). Jadi energi mekanik awal (EM0) = energi potensial gravitasi (EP).
Pada ketingian (h) 8 meter.
EM = EP + EK = mgh + 0
EM = 1,5 kg x 10 m/s2 x 8 m = 120 J
Ketika jatuh bebas, energi potensial gravitasi berubah menjadi energi kinetik.
Pada ketinggian (h) 2 meter,
EM h = 8 m = EM h = 2 m = 120 J.
sehingga,
EM h = 2 m = EP h = 2 m + EK h = 2 m
EK h = 2 m = EM - EP h = 2 m
= EM - mgh
= 120 J - (1,5 kg x 10 m/s2 x 2 m)
= 120 J - 30 J
EK h = 2 m = 90 J
Jadi, besar energi kinetik sangkar pada ketinggian 2 meter adalah 90 J (B).
Soal UN IPA SMP/MTS 2018 No. 10
Buah kelapa jatuh dari pohon seperti gambar berikut!
Energi mekanik didefenisikan sebagai penjumlahan antara energi kinetik dan energi kinetik potensial. Jumlah energi mekanik benda yang dipengaruhi oleh gaya gravitasi adalah tetap.
 |
| Hukum Kekekalan Energi Mekanik |
Pada ketingian (h) 8 meter.
EM = EP + EK = mgh + 0
EM = 1,5 kg x 10 m/s2 x 8 m = 120 J
Ketika jatuh bebas, energi potensial gravitasi berubah menjadi energi kinetik.
Pada ketinggian (h) 2 meter,
EM h = 8 m = EM h = 2 m = 120 J.
sehingga,
EM h = 2 m = EP h = 2 m + EK h = 2 m
EK h = 2 m = EM - EP h = 2 m
= EM - mgh
= 120 J - (1,5 kg x 10 m/s2 x 2 m)
= 120 J - 30 J
EK h = 2 m = 90 J
Jadi, besar energi kinetik sangkar pada ketinggian 2 meter adalah 90 J (B).
Soal UN IPA SMP/MTS 2018 No. 10
Buah kelapa jatuh dari pohon seperti gambar berikut!
Energi kinetik saat kelapa yang massanya 2 kg berada pada ketinggian 4 m dari tanah adalah .... (g = 10 m/s2).
A. 80 J
B. 180 J
C. 320 J
D. 480 J
B. 180 J
C. 320 J
D. 480 J
Pembahasan
Pada ketingian (h) 20 meter.
EM = EP + EK = mgh + 0 = 2 kg x 10 m/s2 x 20 m = 400 J
Ketika jatuh bebas, energi potensial gravitasi berubah menjadi energi kinetik.
Pada ketinggian (h) 4 meter,
EM h = 20 m = EM h = 4 m = 400 J).
sehingga,
EM h = 4 m = EP h = 4 m + EK h = 4 m
EK h = 4 m = EM - EP h = 4 m
= EM - mgh
= 400 J - (2 kg x 10 m/s2 x 4 m)
= 400 J - 80 J
EK h = 2 m = 320 J
Jadi, besar energi kinetik saat kelapa pada ketinggian 4 meter dari tanah adalah 320 J (C).
EM = EP + EK = mgh + 0 = 2 kg x 10 m/s2 x 20 m = 400 J
Ketika jatuh bebas, energi potensial gravitasi berubah menjadi energi kinetik.
Pada ketinggian (h) 4 meter,
EM h = 20 m = EM h = 4 m = 400 J).
sehingga,
EM h = 4 m = EP h = 4 m + EK h = 4 m
EK h = 4 m = EM - EP h = 4 m
= EM - mgh
= 400 J - (2 kg x 10 m/s2 x 4 m)
= 400 J - 80 J
EK h = 2 m = 320 J
Jadi, besar energi kinetik saat kelapa pada ketinggian 4 meter dari tanah adalah 320 J (C).
EmoticonEmoticon